Diseño de un disipador de calor pasivo para un panel fotovoltaico inclinado operando en el norte de Chile

Abstract

La expansión tecnológica que se vive en estos tiempos, motiva la búsqueda de nuevas energías para poder abastecer el gran consumo de energía que se crea día a día, es por esto, que una de las principales fuentes posibles, es la energía solar, que por medio de los paneles fotovoltaicos se puede convertir en energía eléctrica. Debido a la poca cantidad de energía solar que logra transformar en energía eléctrica, surge el problema de aumentar la eficiencia de conversión del panel fotovoltaico, donde uno de sus problemas es la elevada temperatura de operación que posee, dado que al ser menor se podría subir la eficiencia de los paneles fotovoltaicos. El estudio realizado tiene por objetivo general encontrar un disipador de calor de geometría triangular y con aletas, que pueda disminuir la diferencia de temperatura entre el panel fotovoltaico y el ambiente. Primero se encuentran las líneas de corriente del viento en un campo solar, dadas condiciones existentes en el Desierto de Atacama, luego se determina el coeficiente global de transferencia de varias geometrías de disipador triangular, para determinar la geometría del disipador de calor con mejor transferencia de calor y para finalizar se estudia la variación de aletas evaluando el coeficiente global de transferencia. Estos estudios se desarrollan por medio de software computacional, en específico, con el software Ansys CFX, un software computacional que puede aproximar las soluciones de ecuaciones de fluido y termodinámica, con las cuales se puede determinar, en un espacio de tres dimensiones, como se comportara el viento impactando el disipador de calor y poder determinar los coeficientes globales de transferencia. Como resultados obtenidos desde el trabajo realizado, se encuentra que para las geometrías triangulares evaluadas, la geometría de triangulo rectángulo posee el mejor coeficiente de transferencia y para el número de aletas se encuentra un máximo en el coeficiente global de transferencia el cual maximiza el intercambio térmico existente entre el ambiente y el disipador de calor, el que se encuentra en 222 aletas, que es el que permite el mayor descenso de temperatura entre todos los disipadores evaluados.