Solución para convertir los sistemas fotovoltaicos de tejado en conjuntos fotovoltaico-térmicos

Investigadores de la Universidad Nacional de Pusan, en Corea del Sur, han desarrollado un sistema híbrido fotovoltaico-térmico para tejados que también puede instalarse como solución de reequipamiento donde ya funciona un sistema fotovoltaico.

El sistema utiliza colectores solares acoplables (ASC, por sus siglas en inglés) diseñados para combinarse con paneles fotovoltaicos y convertir estos últimos en módulos PVT in situ sin necesidad de desmontarlos.

“Nuestro sistema PVT-ASC es económicamente ventajoso para edificios de pequeña escala y para aquellos con paneles fotovoltaicos ya instalados”, explicó a pv magazine el autor principal de la investigación, Sangmu Bae. “El ASC es ligero y está diseñado pensando en la construcción in situ. Un instalador puede transportar directamente dos o más ASC”.

Según Bae, el sistema PVT-ASC puede superar las limitaciones técnicas y económicas de los actuales conjuntos PVT comerciales, que requieren unos costes iniciales más elevados en comparación con los sistemas fotovoltaicos convencionales.

“Además, el PVT-ACS es beneficioso para el medio ambiente porque el proceso de trabajo puede reducirse significativamente”, dijo también. “Si los paneles fotovoltaicos ya están instalados en un edificio, se pueden omitir los trabajos de desmontaje y transporte”.

Los investigadores explicaron que el tipo de ASC utilizado para la solución consiste en una carcasa rectangular de 1.800 mm × 910 mm, un intercambiador de calor de circuito cerrado de 1.624 mm × 855 mm insertado en el interior de la carcasa. El colector debe fijarse a la parte trasera del panel fotovoltaico con grasa térmica y tubos de acero al carbono. “Este sencillo proceso de fabricación puede aplicarse a edificios sin conocimientos especializados de construcción”, añaden.

La solución también incluye una lámina impermeable aplicada a las partes del ASC expuestas al ambiente exterior, así como a las conexiones de entrada y salida del intercambiador de calor, lo que, según los académicos, facilita el trabajo durante la instalación in situ.

Verificaron la configuración del sistema propuesto en un conjunto piloto orientado al sur situado en Gimhae-si (Corea del Sur). El sistema consta de paneles PVT-ASC, un acumulador de calor, una bomba de circulación, termopares, un caudalímetro, un piranómetro y un registrador de datos.

Las mediciones mostraron que el conjunto tiene una eficiencia térmica acorde con la de los productos PVT comerciales. “La eficiencia térmica del PVT-ASC era razonable, teniendo en cuenta el método de fijación más sencillo en comparación con los métodos de laminación y unión por rodillo de los módulos PVT típicos”, explican los académicos.

También realizaron un análisis económico que demostró que el precio medio estándar del sistema propuesto podría ser de 280 dólares/m2, lo que supondría un 30%, o 120 dólares/m2, menos que el precio estándar del PVT en Corea. También explicaron que los costes totales del sistema PVT-ASC incluyen los trabajos de desmontaje, fabricación, transporte e instalación que se ahorraban en comparación con los sistemas PVT convencionales. Esta suma se estimó en 3.820 dólares.

El grupo presentó el sistema en el artículo “Development of photovoltaic-thermal using attachable solar collector based on on-site construction” (Desarrollo de sistema fotovoltaico-térmico mediante colector solar acoplable basado en construcción en obra), publicado en Applied Thermal Engineering. “El PVT-ASC presentado en el artículo de investigación es un prototipo, por lo que su coste de inversión inicial es elevado. Sin embargo, si se construyen procesos de producción e instalaciones para su comercialización, el precio unitario puede reducirse”, afirma Bae.