Tema: episodio 5: puesta en marcha

qué tal...
joer es que eres un libro abierto. Lo del derrateo lo vi en su día, pero no acabo de entender la gráfica... se supone que a partir de 45 grados más o menos, empieza a perder potencia entregada respecto a la potencia de entrada, ok...
pero yo a lo que me refiero es qué pasa si le está entrando más potencia de los 4,6 kw nominales que puede sacar el sb... Porque ayer estuvo un buen rato sacando entre 4950-5020 watios... y eso es muy por encima de sus valores nominales...
Ya veremos en verano, cuando el sol casque perpendicular a las placas... espero que se contrareste con mucha más temperatura de las células y más turbidez del ambiente, porque si no, se va a tirar desde las 10 hasta las 6 de la tarde con el derating...

Pues pregunta en el foro de SMA, que para eso tenemos uno. Pero para estos bicho lo malo es pasarse de tensiones, no tanto por los A de entrada.

Soporte técnico SMA

Pues eso que planteas no lo se. Pero creo que tiene que ser igual que un inversor de red aislada, que si te pasas de la potencia se desconecta o la reduce para que no casque.
No creo que SMA deje que sus equipos se estropeen por ese motivo, deben tener su seguridad.
De todas formas, vuelvo a lo del derrateo. Si está dando más potencia se calentará más, y cuando llegue a los 45ºC reducirá la potencia automaticamente. Estos equipos son muy duros y soportan bien las sobrecargas.

En todos los ejemplos que me ponéis existe el factor humedad del que hablaba al principio. La piel humana transpira humedad, esa humedad al evaporarse es cuando toma el calor del cuerpo y lo enfría. Sin viento la capa límite pegada a la piel se satura de vapor y ralentiza la transpiración, en presencia de viento la saturación no existe y se favorece el intercambio de calor. Por eso sentimos más frío con viento, por eso la comida se enfría (pierde su vapor de agua), por eso la superficie vegetal del bosque es más fresca que la del trigal (los arboles transpiran y evaporan agua), por eso el botijo hace agua fresca ("suda" agua por sus poros en el barro).

Pero el panel solar no transpira nada. Llegados a este punto conviene tirar de definiciones: el calor se transmite de tres formas posibles:

- Por conducción, contacto directo entre dos cuerpos que intercambian calor, del caliente al frío. El cuerpo caliente es la célula, por delante está pegada al vidrio que es muy mal conductor del calor (coeficiente de conductividad 0.6, frente a 209 por ejemplo del aluminio del marco, que no está en contacto con las células). Por detrás el contacto es con el Tedlar, del que no he encontrado su coeficiente de conductividad térmico (ni siquiera en la extensa documentación de DuPont) y que habría que comprobar.

- Por convección, en el seno de un fluido (que no es aplicable), o bien de forma forzada entre un sólido y el fluido, que podría ser el caso pero que necesita entonces que el sólido esté en contacto con el fluido (célula y aire), lo que nos lleva la caso anterior.

- Por radiación, todos los cuerpos son capaces de absorber y emitir radiación electromagnética (infrarroja en este caso) en mayor o menor medida. Esa radiación será mayor cuanto más caliente esté el cuerpo emisor. La célula se calienta por efecto de la radiación solar, y en ausencia de ella, la célula devuelve esa radiación al espacio. Esta es la verdadera fuente de enfriamiento que yo promulgo para la célula y que coincide con la fórmula que ya he expresado (que no es mía, aunque ahora no tengo a mano la fuente, disculpas).

En resumen: que para mi la razón de enfriamiento de la célula es la tercera, y que en todo caso admitiría un enfriamiento por convección forzada (viento) siempre que tengamos el coeficiente de conductividad térmica del Tedlar y así nos lo demuestre.

En cuanto al factor "k", hace años pregunté aquí y nadie supo darme respuestas. Y yo como soy muy curioso pues me dediqué a buscar y buscar, hasta que encontré soluciones al problema. En el foro en la sección de descaras hay una hoja Excel (Cálculo de HSP) que tiene unas tablas con los factores "k" por provincias, meses del año y ángulos de inclinación del panel. Pero a mi no me valía, quería el método por el cual pudiera calcularlo para cualquier lugar y ángulo. Este factor depende por supuesto de la inclinación de los paneles, de la latitud del lugar, del ángulo con el que incide el sol en el panel, y de la radiación directa y difusa (por separado). Pero claro, todos estos factores son variables minuto a minuto en el día, con lo que no se puede dar un valor fijo. Al final me lo cociné todo ello y tengo un pequeño ejemplo del sistema funcionando aquí:

Solar Energy Production testpage, Meteo Aerolugo

El factor "k" varía minuto a minuto (lo véis abajo de todo en la página). Pero voy haciendo una integración en tiempo real y me sale un valor de ganancia neta diaria que muestro justo encima. Es curioso ver como una mala elección del ángulo del panel puede ser desatroso a efectos de ganancia dependiendo de la época del año. Si algún día tengo tiempo suficiente, terminaré este "cocido" con un selector de inclinaciones para poder ver en tiempo real los efectos de su variación.

Para Valencia, en mis hojas de cálculo, me sale para hoy y 20º de inclinación una ganancia neta de poco más del 10% durante el día.

Iniciado por Breitling

En todos los ejemplos que me ponéis existe el factor humedad del que hablaba al principio. La piel humana transpira humedad, esa humedad al evaporarse es cuando toma el calor del cuerpo y lo enfría. Sin viento la capa límite pegada a la piel se satura de vapor y ralentiza la transpiración, en presencia de viento la saturación no existe y se favorece el intercambio de calor. Por eso sentimos más frío con viento, por eso la comida se enfría (pierde su vapor de agua), por eso la superficie vegetal del bosque es más fresca que la del trigal (los arboles transpiran y evaporan agua), por eso el botijo hace agua fresca ("suda" agua por sus poros en el barro).

Pero el panel solar no transpira nada. Llegados a este punto conviene tirar de definiciones: el calor se transmite de tres formas posibles:

- Por conducción, contacto directo entre dos cuerpos que intercambian calor, del caliente al frío. El cuerpo caliente es la célula, por delante está pegada al vidrio que es muy mal conductor del calor (coeficiente de conductividad 0.6, frente a 209 por ejemplo del aluminio del marco, que no está en contacto con las células). Por detrás el contacto es con el Tedlar, del que no he encontrado su coeficiente de conductividad térmico (ni siquiera en la extensa documentación de DuPont) y que habría que comprobar.

- Por convección, en el seno de un fluido (que no es aplicable), o bien de forma forzada entre un sólido y el fluido, que podría ser el caso pero que necesita entonces que el sólido esté en contacto con el fluido (célula y aire), lo que nos lleva la caso anterior.

- Por radiación, todos los cuerpos son capaces de absorber y emitir radiación electromagnética (infrarroja en este caso) en mayor o menor medida. Esa radiación será mayor cuanto más caliente esté el cuerpo emisor. La célula se calienta por efecto de la radiación solar, y en ausencia de ella, la célula devuelve esa radiación al espacio. Esta es la verdadera fuente de enfriamiento que yo promulgo para la célula y que coincide con la fórmula que ya he expresado (que no es mía, aunque ahora no tengo a mano la fuente, disculpas).

En resumen: que para mi la razón de enfriamiento de la célula es la tercera, y que en todo caso admitiría un enfriamiento por convección forzada (viento) siempre que tengamos el coeficiente de conductividad térmica del Tedlar y así nos lo demuestre.

En cuanto al factor "k", hace años pregunté aquí y nadie supo darme respuestas. Y yo como soy muy curioso pues me dediqué a buscar y buscar, hasta que encontré soluciones al problema. En el foro en la sección de descaras hay una hoja Excel (Cálculo de HSP) que tiene unas tablas con los factores "k" por provincias, meses del año y ángulos de inclinación del panel. Pero a mi no me valía, quería el método por el cual pudiera calcularlo para cualquier lugar y ángulo. Este factor depende por supuesto de la inclinación de los paneles, de la latitud del lugar, del ángulo con el que incide el sol en el panel, y de la radiación directa y difusa (por separado). Pero claro, todos estos factores son variables minuto a minuto en el día, con lo que no se puede dar un valor fijo. Al final me lo cociné todo ello y tengo un pequeño ejemplo del sistema funcionando aquí:

Solar Energy Production testpage, Meteo Aerolugo

El factor "k" varía minuto a minuto (lo véis abajo de todo en la página). Pero voy haciendo una integración en tiempo real y me sale un valor de ganancia neta diaria que muestro justo encima. Es curioso ver como una mala elección del ángulo del panel puede ser desatroso a efectos de ganancia dependiendo de la época del año. Si algún día tengo tiempo suficiente, terminaré este "cocido" con un selector de inclinaciones para poder ver en tiempo real los efectos de su variación.

Para Valencia, en mis hojas de cálculo, me sale para hoy y 20º de inclinación una ganancia neta de poco más del 10% durante el día.

De ahí que según que vidrio templado se ponga en las placas, estas, den mas o menos rendimiento, un buen cristal templado es capaz de “disipar” al aire hasta 1,16 W/m x ºC , esto hace que el calor de las células se trasmitan mas rápidamente y den mas vatios reales por m².

También hay que tener en cuenta que el marco de aluminio según que forma tenga disipa mas o menos calor y no es lo mismo tener las células a 51ºC que a 80ºC.

Según mi opinión.... la disipación normalmente es por radiación y conducción a la vez. Una forma de ver la emisión de calor de las placas es colocando la vista casi a “ras” de estas y ves como el aire que hay encima de estas “tiembla”.

El utilizar aluminio en mis estructuras es por lo poco que pesa y lo rápido que aceptan y trasmite el calor, es por lo que no tapo nunca las puntas huecas de las vigas para que se generen corrientes de aire ascendentes para evacuar el calor.

Parece poco, pero la diferencia de unos grados pueden ser varios Wh.

un saludo.

Iniciado por Breitling

el calor se transmite de tres formas posibles:

- Por conducción, contacto directo entre dos cuerpos que intercambian calor, del caliente al frío. El cuerpo caliente es la célula, por delante está pegada al vidrio que es muy mal conductor del calor (coeficiente de conductividad 0.6, frente a 209 por ejemplo del aluminio del marco, que no está en contacto con las células). Por detrás el contacto es con el Tedlar, del que no he encontrado su coeficiente de conductividad térmico (ni siquiera en la extensa documentación de DuPont) y que habría que comprobar.

- Por convección, en el seno de un fluido (que no es aplicable), o bien de forma forzada entre un sólido y el fluido, que podría ser el caso pero que necesita entonces que el sólido esté en contacto con el fluido (célula y aire), lo que nos lleva la caso anterior.

Que el vidrio sea mal conductor del calor no significa que no sea conductor del calor. Si se instalan vidrios "climalit" en las ventanas será por algo.
En verano, sin viento, el vidrio de una placa Fv se pone bien caliente, aunque su conductividad sea "baja".
Cuestión cuantitativa, pero que mucho o poco, algo tendrá que ver con el enfriamiento de la célula por conducción.

Iniciado por Breitling

- Por radiación, todos los cuerpos son capaces de absorber y emitir radiación electromagnética (infrarroja en este caso) en mayor o menor medida. Esa radiación será mayor cuanto más caliente esté el cuerpo emisor. La célula se calienta por efecto de la radiación solar, y en ausencia de ella, la célula devuelve esa radiación al espacio. Esta es la verdadera fuente de enfriamiento que yo promulgo para la célula y que coincide con la fórmula que ya he expresado (que no es mía, aunque ahora no tengo a mano la fuente, disculpas).


En resumen: que para mi la razón de enfriamiento de la célula es la tercera, y que en todo caso admitiría un enfriamiento por convección forzada (viento) siempre que tengamos el coeficiente de conductividad térmica del Tedlar y así nos lo demuestre.

La célula, por la parte trasera, emite radiación que absorbe el tedlar. Si el tedlar está a la misma o casi a la misma temperatura que la célula, también emitirá radiación que vuelve a absorbe la célula. En definitiva, que la célula apenas pierde energía por su parte trasera por radiación ni por conducción.
Pero si el tedlar (y también el vidrio) se mantiene frío por causa del viento (por convección forzada), no emitirá energía por radiación hacia la célula. Pero la célula si que emitirá hacia el tedlar, perdiendo energía por radiación y convección, hasta mantener un equilibrio con la energía que recibe del sol.

¿Que más da como pierde energía la célula?
Lo que es de importancia es cómo pierde energía el material que está en contacto con el viento, y eso es por convección forzada, cosa que no ocurre cuando no hay viento (o ocurre en menor medida).

Mi razonamiento es que se unen la pérdida de energía por conducción y radiación célula-cristal, célula-tedlar. Y esa pérdida de energía es mayor cuanto menor es la temperatura del cristal y el tedlar. Y el viento "enfría" por convección forzada el cristal y el tedlar.

Y sigo pensando que una chapa metálica expuesta al sol tendrá menos temperatura con viento que sin él.
¿O es que no soplamos para bajar la temperatura de un cuerpo? se ha hecho así desde el principio de los tiempos. A ver si ahora resulta que no lo estamos haciendo bien.

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Por cierto, son ventiladores los que "enfrían" los circuitos electrónicos de potencia,(inversores, ordenadores, equipos de audio de potencia, etc). Y puedo asegurar que en ese caso no interviene el factor humedad.

Pues los 3 factores de intercambio de calor son presentes en cada caso. La conducción es la que importa para el transporte del calor de célula al cristal y al tédlar (también del marco de aluminio a la estructura etc. pero importa menos). El cristal es un conductor bastante bueno de calor, así que no suele haber mucha diferencia de temperatura entre célula y cristal.
Luego está la convección que es donde importa la velocidad del viento. Cuánto mayor la velocidad del viento, más calor se intercambia entre la placa y el aire que la rodea. Luego está la radiación, ahí efectivamente no influye para nada el viento, pero hay que alcanzar (diferencias de) temperaturas elevadas para que la radiación juegue un papel importante.

El efecto de la capa límite Prandtl no tiene nada que ver con la evaporación. La evaporación absorbe calor, mientras el viento (las turbulencias) hace que se transporte mejor el calor entre fluidos o cuerpo y fluido. Lo de la cuchara también funcionaría si esta estuviera recubierta de un buen conductor pero que no dejara pasar vapor/humedad.

Iniciado por carlos6025

Por cierto, son ventiladores los que "enfrían" los circuitos electrónicos de potencia,(inversores, ordenadores, equipos de audio de potencia, etc). Y puedo asegurar que en ese caso no interviene el factor humedad.

Claro que no, es convección forzada sobre un radiador que tiene una conductividad térmica muy alta, lo mismo que las culatas de motores de combustión interna. Pero no es para nada el caso del vidrio, 0.8 w/mK lo catalogan como bastante mal conductor térmico.

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Iniciado por Hlebtomane

Luego está la radiación, ahí efectivamente no influye para nada el viento, pero hay que alcanzar (diferencias de) temperaturas elevadas para que la radiación juegue un papel importante.

Diferencias grandes de temperatura entre quién? Todos los cuerpos a la intemperie ceden su radiación al espacio, y éste se comporta como un cuerpo negro perfecto con una temperatura de cero absoluto. Mayor diferencia no puede existir.

El efecto de la capa límite Prandtl no tiene nada que ver con la evaporación.

La evaporación se produce en la capa límite, no más allá, el vapor de agua no puede saltarse la capa límite sin más.

Iniciado por Breitling

Claro que no, es convección forzada sobre un radiador que tiene una conductividad térmica muy alta, lo mismo que las culatas de motores de combustión interna. Pero no es para nada el caso del vidrio, 0.8 w/mK lo catalogan como bastante mal conductor térmico.

Lo que quería decir es que, igual que un radiador de aluminio se "enfría" con la convección forzada de un ventilador, el tédlar y el vidrio de una placa también se debe enfriar con el viento.

Creo que hasta aquí estamos los 3 de acuerdo. Es decir, el viento "moderado" hace que el vidrio y el tédlar mantengan una temperatura próxima a la T_ambiente.
La cuestión está en si la conducción y la radiación son suficientes para bajar la temperatura de la célula.

Me planteo la siguiente cuestión:
- Si el vidrio y el tédlar, por medio de la radiación y la conducción, son capaces de absorber la energía de la célula como para ponerse a 35ºC cuando la T_ambiente es de 15ºC y no hay viento, ¿Por qué motivo no van a ser capaces de "enfriar" la célula cuando la T_ambiente y la T_vidrio/tédlar es de 15ºC?
Dicho de otra forma, si la célula adquiere una temperatura de 50ºC, y el vidrio/tédlar se pone a 35ºC, sin viento, por simple proporcionalidad, cuando la T_vidrio/tédlar se mantiene a 15ºC, la célula debería estar a unos 30ºC.
Que las cifras absolutas me dan igual, lo que importa es la diferencia de temperatura de la célula de haber viento o no haberlo. Y si hay diferencia de temperatura, también hay diferencia de potencia generada, que al final es lo que cuenta.
Yo creo que es así, en definitivas cuentas el viento hace bajar la temperatura de la célula y aumentar la potencia eléctrica.

Y ya por simple intuición: No me puedo creer que la célula se mantenga a 50ºC, tanto si el vidrio/tédlar está a 15ºC como si está a 30ºC

Iniciado por skolly

qué tal...
joer es que eres un libro abierto. Lo del derrateo lo vi en su día, pero no acabo de entender la gráfica... se supone que a partir de 45 grados más o menos, empieza a perder potencia entregada respecto a la potencia de entrada, ok...
pero yo a lo que me refiero es qué pasa si le está entrando más potencia de los 4,6 kw nominales que puede sacar el sb... Porque ayer estuvo un buen rato sacando entre 4950-5020 watios... y eso es muy por encima de sus valores nominales...
Ya veremos en verano, cuando el sol casque perpendicular a las placas... espero que se contrareste con mucha más temperatura de las células y más turbidez del ambiente, porque si no, se va a tirar desde las 10 hasta las 6 de la tarde con el derating...

No le pasa absolutamente nada, se autocompensa y limita los amp de entrada con la potencia de salida y el calor que tenga el inversor....le puedes poner el doble de panel si quieres aunque es un desperdicio obviamente, al menos en días soleados y horas centrales.

Lo único a lo que no puede hacer frente, es lo que te dice Photon, la tensión....estallarán los electróliticos, aparte de darte fallo Uc max.


Saludos.

Está claro en cuanto a la seguridad del derating del inversor...
en cuanto a la transferencia de temperaturas, la verdad es que os gusta rizar el rizo eh... a mí también :-) aunque carezco de tanto conocimiento...
Un comentario-anécdota.
Tengo un socio que tiene una instalación de venta a red, y para refrigerar las placas en verano, tiene montado un temporizador de riego por goteo con aspersión del agua de un pozo. Ésto es un claro ejemplo de transmisión de temperatura por convección, similar a la que pueda ejercer el viento sobre el cristal y el tedlar posterior, aunque en el caso del agua la absorción de calor es mucho mayor por su calor específico (no sé si ésto es correcto, pero creo que me entendéis).
Este verano haré la prueba, cuando en julio estén a pleno sol, les echaré agua fresquita con la manguera, seguro que el inversor sube 700 o 800w de golpe...
Saludos científicos...

A final a base de dar vueltas llegamos a puntos de acuerdo

Iniciado por carlos6025

Lo que quería decir es que, igual que un radiador de aluminio se "enfría" con la convección forzada de un ventilador, el tédlar y el vidrio de una placa también se debe enfriar con el viento.

Sí, yo no niego que siempre exista una conductividad, por pequeña que sea (no existe el aislante perfecto). De alguna forma u otra el calor de la célula pasa al vidrio y al Tedlar, están en contacto entre sí. Pero al margen de valores absolutos, mi posición es la siguiente: el aire (no me gusta decir viento porque no deja de ser aire en movimiento) acepta el calor del vidrio o del Tedlar, al fin y al cabo está en contacto con ambos, y existe una transmisión por conducción (contacto directo) y por convección, favoreciéndose esta última si el aire está en movimiento (viento). Hasta aquí bien.

Pero es que previamente ha tenido que haber otra transmisión entre la célula y el vidrio o Tedlar, y esta es la que sólo se puede producir por conducción. Y siendo así el valor de la conductividad térmica del vidrio dice que esa transmisión no puede ser muy grande. Con el Tedlar lo desconozco, aunque por lo general estos materiales sintéticos suelen ser buenos aislantes. Luego la mayor parte de transmisión de calor, ya sea desde o hacia la célula, se produce por radiación. En este caso el vidrio y el Tedlar no son casi afectados, ambos tienen una transparencia a la radiación (espectro infrarrojo en este caso) de alrededor de un 90%

http://www2.dupont.com/Tedlar_PVF_Fi...pdf/h49719.pdf

Contra quién se enfría entonces la célula por radiación? Pues como ya he comentado, principalmente contra el espacio, y en general contra cualquier objeto de su entorno que esté a menor temperatura que ella.

¿Qué me dices de mi anterior post con respecto a la reducción proporcional de la T_célula y T_vidrio/tédlar?

Es un hecho que, si no hay viento, la T_tédlar aumenta a bastante más que la T_Ambiente, y eso solo puede ser por la "capacidad" de conducción del calor del tédlar. Pues esa misma "capacidad" de conducción será la que absorba la energía de la célula por el tédlar, cuando ese tédlar está a la T_ambiente por culpa del viento.
Es decir, que si la T_tédlar es capaz de aumentar 20ºC con respecto a la T_ambiente, si la T_tédlar baja 20ºC, la T_célula también bajará 20ºC.

Y lo mismo para el vidrio.

Pienso que esa capacidad de conducción del vidrio y tédlar es determinante, no debemos despreciarla. Que por cierto, ¿se podría calcular? y la energia irradiada por la célula tambien se podría calcular.

Fíjate en una ventana de 1 solo cristal (nada de "climalit"). Cuando la T_exterior es baja, tocas el cristal y se nota que está bastante frío. Incluso se puede producir la condensación.

Y tampoco es que la célula sea un soplete de butano, adquiere energía, pero hasta cierto punto.



Entre célula y lo que le rodea no hay aire, gran aislante térmico (si no "se mueve"). Sin embargo, en las placas térmicas, entre el vidrio y el panel si que queda una capa de aire. En ese caso la conducción será mucho menor que en una placa FV.

Por cierto, se nos olvida que entre el vidrio/tédlar y célula esta el EVA.

Iniciado por carlos6025

Es decir, que si la T_tédlar es capaz de aumentar 20ºC con respecto a la T_ambiente, si la T_tédlar baja 20ºC, la T_célula también bajará 20ºC.

No, yo no veo para nada que tenga que existir esa relación de linearidad, por qué no logarítmica? O de cualquier otro tipo? Sinceramente no lo sé, pero no veo nada que me diga que tenga que bajar temperaturas iguales.

Yo sólo me remito a las formas posibles de transmisión y las particularidades de los materiales, y según eso la proporción de transmisión de calor es muy superior a favor de la radiación.

Por cierto, se nos olvida que entre el vidrio/tédlar y célula esta el EVA.

Pues otro puente más en la cadena de transmisión, y mira qué valor tan curioso de conductividad térmica:

Evazote EV45CN - Espuma conductora de copolmero de Etil Vinil Acetato 45Kg/m3
United Foam Manufacturers
Etilenvinilacetato (EVA) | Tecnología de los Plásticos

Entonces solo nos quedaría averiguar los datos absolutos de la energía que pierde la célula por las distintas formas de transmisión de calor.

Bueno, esto ya se complica para mi, pues no estoy muy puesto en ello.
Pero buscando por la red he encontrado una fórmula que nos puede ayudar. Nos dice la potencia que es capaz de emitir un cuerpo por radiación.

P = e x r x A x (T^4 - To^4), lo he visto aquí.

P = potencia emitida en forma de radiación, en watios.
e = emisividad. Es una característica del material. Si fuese un cuerpo negro ideal sería 1. Vamos a suponer que la célula es un cuerpo negro.
r = constante de Stefan. Pues eso, una constante que no tengo ni idea de donde viene pero que hay que ponerla. 5.67 x10^-8.
T= Temperatura del cuerpo emisor.
To= Temperatura ambiente que rodea al cuerpo emisor.

Bien. Ahora supongamos una célula de 1m2, que está al aire (sin cristal , ni EVA, ni Tédlar), a una temperatura de 40ºC y a una temperatura ambiente de 15ºC.

La potencia emitida en forma de radiación será: (los grados son Kelvin)


P = 1 x 5,67 x 10^-8 x (2 x 1m2, las dos caras) x (313^4 - 288^4) = 308 watios.


Y ahora, esa célula la metemos entre vidrio, tédlar y EVA.

Si la radiación recibida del sol es de 1000W/m2 y de esos 1000, 150 se convierten en electricidad, nos quedan 850watios que, teóricamente se convierten en calor.
A esos 850 le restamos 308 = 542 watios, que se deben disipar por conducción.
Es decir, que la proporción de la energía disipada por conducción frente a radiación es de casi 2 a 1.
Y todo esto suponiendo, que ya es mucho suponer, que la célula es cuerpo negro ideal, que puede emitir sin obstáculos por las dos caras, que se mantiene a 40ºC y que "lo que le rodea" y puede devolverle radiación, está a 15ºC.
Creo que es evidente que la energía que pierde la célula por radiación es mínima frente a la que, se supone, puede perder con conducción.

Fíjate que, nada más que la célula estuviese a 10ºC menos, la potencia emitida por radiación sería de 175 watios.
O que, nada más que lo que rodea a la célula estuviese a 5ºC más, la potencia emitida por radiación seria de 132 watios.


Supongo que estarán bien hechas las cuentas y el planteamiento

Pistola térmica con y sin viento, la prueba definitiva y sin matemáticas.

Iniciado por Breitling

Diferencias grandes de temperatura entre quién? Todos los cuerpos a la intemperie ceden su radiación al espacio, y éste se comporta como un cuerpo negro perfecto con una temperatura de cero absoluto. Mayor diferencia no puede existir.

Entre la superficie del módulo y el espacio (las superficies) que lo rodean. No es lo mismo radiar contra el cielo nocturno despejado que tiene una temperatura absoluta de casi 0 K que contra un cielo nublado (o las tejas que se encuentran en la otra cara del módulo).
Luego está la dependencia de la temperatura con una potencia de cuatro. Es decir que con el doble de temperatura (absoluta en Kelvin no en grados Celsius) el calor que desprende es 16 veces mayor (sólo considerando radiación).
Si dices que el aire (convección) no importa, la temperatura de la célula no debería importar demasiado de la temperatura ambiental y debería ser casi exclusivamente en función de la irradiación al módulo. Además si fuera así, en teoría, puesto que el calor recibe de la placa procede de la irradiación, a 1000 W/m² de irradiación la temperatura absoluta de la célula debería ser un 80% más alta que a 100 W/m² (teniendo en cuenta la dependencia de la cuarta potencia de temperatura absoluta para el calor desprendido por radiación). Es decir si a 100 W/m² tenemos 293 K (20°C) a 1000 W/m², tendríamos unos 520 K, pues unos 245 °C. Eso, al menos, si la placa la consideramos un cuerpo tridimensional, si la consideramos una superficie, la cosa cambia a lo peor todavía porque entonces sólo es la tercera potencia con la cual aumenta el calor desprendido por radiación. Es decir para radiar 10 veces más energía, la temperatura absoluta debería ser aún mayor en este caso.

Todo eso para rizar aún más el rizo. Pero bueno, en principio todo es teoría, mira cómo se comporta todo en la práctica y ya verás. Mi experiencia me ha mostrado que la ventilación es importantísima para la temperatura de la célula.
Si con un simple cristal y algo de tédlar y EVA no se perdería apenas calor, los fabricantes de colectores térmicos harían algo mal. Y aún con todo lo que meten de doble cristal, aislamientos etc. se nota mucho la diferencia en su producción. Los sufridos usuarios de solar térmica con captadores planos te lo podrán contar mejor (sobre todo cuando sólo cuentan con poco aislante y cristal sencillo).

Saludos.


Edit: Estaba haciendo otras cosas mientras escribía y mientras tanto se han colado ya carlos6025 y Photon. Realmente ya sobra este post.

Iniciado por carlos6025

Supongo que estarán bien hechas las cuentas y el planteamiento

No hombre, no mezcles churras y merinas. Por un lado calculas la potencia irradiada con una temperatura de entorno igual a la del aire, y luego lo metes en el sandwich de materiales y consideras la misma temperatura... para mi eso no es válido.

Yo veo muchas incongruencias en todo esto, no me parece nada lógico que un elemento embutido entre materiales de muy baja conductividad térmica pierda su calor precisamente pro conducción.

Iniciado por Photon

Pistola térmica con y sin viento, la prueba definitiva y sin matemáticas.

Jajaja, genial!!!
¿Alguien con pistola térmica?

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Iniciado por Breitling

No hombre, no mezcles churras y merinas. Por un lado calculas la potencia irradiada con una temperatura de entorno igual a la del aire, y luego lo metes en el sandwich de materiales y consideras la misma temperatura... para mi eso no es válido.

Hombre, pues más a mi favor. Ya ves que, según la fórmula, a mayor temperatura "ambiente", menor potencia de radiación.

Iniciado por Breitling

Yo veo muchas incongruencias en todo esto, no me parece nada lógico que un elemento embutido entre materiales de muy baja conductividad térmica pierda su calor precisamente pro conducción.

De muy baja conductividad, igual que de muy bajo espesor.

Iniciado por carlos6025

Jajaja, genial!!!
¿Alguien con pistola térmica?

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Hombre, pues más a mi favor. Ya ves que, según la fórmula, a mayor temperatura "ambiente", menor potencia de radiación.




De muy baja conductividad, igual que de muy bajo espesor.

Servidor encantado de dar algo de luz para la ciencia

Si quereis yo me ofrezco a hacer mediciones, ya que mi zona es bastante "ventosa".

En mi caso particular refrigero los modulos con agua nebulizada y sube un 10% de rendimiento, pero claro, supongo que es una mezcla de conduccion-evaporacion.

Veamos si el viento o no viento afecta a la tempertura "media".

Tambien os puedo garantizar la NO CONDUCTIVIDAD termica del modulo, ya que puedes enfriar una parte sensiblemente (30º vs 50º) y a dos dedos esta igual de caliente que el resto, cosa que dificulta la refrigeracion constante y efectiva de toda la placa.

Saludos!

Pues adelante.
Ya sabes, que la temperatura ambiente sea la misma, con viento que sin él. Y la misma radiación.

Ya nos cuentas.