¿Sabes cómo son los paneles solares híbridos?

Los paneles solares híbridos no son un invento nuevo, ya que llevan algunos años entre nosotros. No obstante, no son tan famosos como sus hermanos, las placas solares térmicas y los paneles fotovoltaicos. Estos dos tipos de placas solares son los que la mayoría de nosotros conocemos.

Los captadores térmicos se usan para calentar agua que usamos en nuestras casas para uso sanitario y para la calefacción. Y los paneles fotovoltaicos que generan electricidad con la que rebajar nuestra factura de la luz.

Existe un tipo de placa que combina la generación de electricidad y la climatización para nuestra vivienda, y de esto te hablamos en este artículo.

No obstante, desde hace unos años también existe un tipo de placas que combinan las dos funciones anteriores. Por un lado, generan electricidad y por otro, climatización para nuestra vivienda. Sin embargo, se han desarrollado 2 modelos diferentes. Ambos tienen como componente común la placa fotovoltaica para producir electricidad, que combinan con una parte para climatizar que es diferente en estos dos tipos.

Uno de estos modelos combina la función fotovoltaica con el tratamiento de aire para climatización y renovación del aire interior de nuestra vivienda. El otro modelo combina la parte fotovoltaica con un circuito cerrado para calentar agua. Ambos sistemas buscan una doble finalidad con un objetivo principal. Este objetivo es refrigerar la parte fotovoltaica para que no reduzca su rendimiento y al mismo tiempo se aprovecha ese calor para otra finalidad, según el tipo de placa solar híbrida.

La refrigeración que proporciona un panel solar híbrido tiene una base técnica, ya que a las placas solares fotovoltaicas les gusta la luz, pero no el calor. Es decir, necesitan la luz del sol para generar electricidad, sin embargo, cuando aumentan su temperatura empiezan a perder eficiencia y producen menos corriente eléctrica.

La unión de las dos funciones, tanto térmica de agua con fotovoltaica, como térmica de aire y fotovoltaica parece obvia. Y hubiera sido lógico que estuvieran disponibles en el mercado casi al mismo tiempo que sus dos funciones por separado. No obstante, hemos tenido que esperar más de 20 años para que una persona se diera cuenta de la necesidad de refrigerar una placa fotovoltaica y tuviera la idea de aprovechar ese calor para mejorar la eficiencia energética de las viviendas.

Panel solar híbrido Aire-Fotovoltaico

El panel solar híbrido surge para solucionar el problema de la perdida de rendimiento de las placas fotovoltaicas. La refrigeración se realiza gracias al aire que circula por su interior. Este tipo de placas solares híbridas tienen como misión climatizar la vivienda a través de una corriente de aire. Para conseguir tanto aire caliente como frío, se dispone de varias entradas de aire.

Cuando se necesita aire caliente dentro de la vivienda se hace pasar el aire por la parte posterior de las placas fotovoltaicas y se introduce en la vivienda. Las salidas de aire en la época de invierno son las chimeneas y rejillas de fachada. Lógicamente, todas las entradas y salidas de aire disponen de un filtro para evitar el polen, polvo y otras impurezas.

En temporada de verano, en la que preferimos aire fresco dentro de la vivienda se realiza el circuito contrario. La entrada de aire es a través de las rejillas en la fachada y la expulsión se efectúa a través de las placas solares híbridas. De este modo se aprovechan las corrientes de aire que pasan por dentro de las placas solares para refrescar el panel y mantener el rendimiento de la parte fotovoltaica.

Así mismo, se dispone de un dispositivo en el interior de la vivienda que mezcla las corrientes de aire, frías y calientes, como lo hace un recuperador entálpico. De forma que hace circular el aire tanto del interior como del exterior, para regular la temperatura y asegurar la renovación del aire interior.

Con estas placas solares híbridas estamos generando electricidad, asegurando que las placas fotovoltaicas se mantengan en niveles altos de eficiencia. Y, al mismo tiempo, generamos aire climatizado para nuestra vivienda.

Panel solar híbrido Fotovoltaico-ACS

Al igual que en el panel solar híbrido de aire, el funcionamiento en el modelo por agua se basa en la necesidad de mantener la temperatura en las placas fotovoltaicas. Ya que la parte fotovoltaica pierde rendimiento cuando se calientan y disminuyen la generación de electricidad. Ante este problema surgió la idea de refrigerarlos a modo de un radiador de coche, con un circuito de agua. Al mismo tiempo se aprovecha ese calor para transmitirlo al agua que podemos usar en la ducha o para la calefacción.

Los paneles solares fotovoltaicos normales, solamente aprovechan el 15% de toda la irradiación solar que reciben. Un 80% se pierde en la cara frontal y posterior del panel y el restante 5% es reflejado por el panel solar. Lo especial de un panel solar híbrido es que aprovecha alrededor de un 40% de la pérdida de calor de la cara posterior.

Las placas solares híbridas de agua están compuestas por varias capas de materiales. En primer lugar, encontramos un vidrio solar que hace la función de protección. Inmediatamente debajo hay un panel de celdas fotovoltaicas de silicio, que generan electricidad gracias a la luz solar que reciben. Después se encuentra una lámina de cobre como base recolectora del calor. Detrás de esta placa de cobre se dispone un serpentín, también de cobre, por el que circulara el fluido caloportador o glicol.

Para soportar el serpentín se dispone otra lámina de cobre, y debajo un aislante, que ayudará a mantener el calor dentro de la estructura. Así se aprovecha al máximo el calor acumulado para transferirlo al fluido. Todo ello está contenido en una carcasa que generalmente es de aluminio, cuya función es la de proteger todos los componentes internos y a la vez de la consistencia para su instalación y durante su vida útil.

Posteriormente, dentro de la vivienda tendremos un depósito de agua, donde se transferirá al calor del glicol al agua para uso sanitario o la calefacción.

Historia el panel solar híbrido agua-fotovoltaico

La idea de unir ambas tecnologías y tener un panel solar único que permita aprovechar la energía solar térmica y la fotovoltaica, partió de don Luis López. Este inventor español investigó con un prototipo con el que obtuvo resultados muy satisfactorios. Solicitó la patente en 2006, que le fue concedida en 2009.

Con su diseño, pretendía conseguir un incremento sustancial en el rendimiento de los paneles solares fotovoltaicos. La mejora que se preveía era superior al 15% sobre la potencia de pico suministrada por el panel solar fotovoltaico estándar. Este suponía un gran incremento de potencia, ya que la eficiencia conseguida en los paneles que se comercializan actualmente esta? situada entre el 15% y el 25%.

Por otra parte, para realizar dos instalaciones de placa solares, una con paneles fotovoltaicos y otra con captadores térmicos, requerimos de una superficie mucho mayor. Puesto que se necesitan una cantidad de metros cuadrados para cada una de ellas. Esto es un hándicap en muchos edificios de nuestro país, donde la superficie en la cubierta o tejado de las casas es muy limitada.

En cambio, sí usamos los paneles solares híbridos necesitaremos mucho menos espacio. Por un lado, porque unimos las dos funciones en un solo panel solar. Por otra parte, porque aumentamos el rendimiento de la parte fotovoltaica y con ello nos ayuda a reducir la superficie necesaria para la generación eléctrica.