Diseño y caracterización de un concentrador térmico-fotovoltaico cuasiestacionario para la integración arquitectónica

Resumen

En la presente tesis se desarrolla un generador solar de concentración, diseñadocon el enfoque de la integración arquitectónica.Los sistemas fotovoltaicos de concentración implican que sobre las célulassolares se están recibiendo unas altas densidades de flujo radiativo. Estas altasdensidades suponen un calentamiento excesivo del sistema que provoca en términosgenerales un deterioro en los materiales y una menor eficiencia de las células. Estehecho hace necesario que los sistemas de concentración requieran de un sistema derefrigeración de las células fotovoltaicas.El sistema de refrigeración propuesto es un sistema activo de circulación de unfluido térmico, que cumple una doble función. En primer lugar enfría el módulofotovoltaico, con lo que las células trabajan a una mayor eficiencia. En segundo lugar,este fluido que extrae una determinada cantidad de calor de las células, en torno a un65% de la radiación que incide en el sistema, se calienta. Aprovechando este calor elsistema es a su vez un colector térmico.El sistema óptico diseñado se fundamenta en mantener un elemento exterior(visible) estático, constituido por una lente de Fresnel cilíndrica. Las funciones deseguimiento las realiza un elemento óptico secundario de elevada aceptancia (CPC). Deesta forma el sistema se puede acoplar de modularmente en diferentes emplazamientos yconfiguraciones de edificios, con un impacto visual similar al de un muro cortina devidrio con cierta translucidez.Para el desarrollo del nuevo colector se han realizado análisis experimentales yde simulación desde los aspectos térmicos y ópticos, así como un tratamiento global delsistema mediante un balance de energético del mismo.