MODULO SOLAR FOTOVOLTAICO DE ALTA CONCENTRACION

En relación al post anterior, en el que explicábamos  en qué consistía la energía solar fotovoltaica de alta concentración, os dejamos una nueva invención de una empresa pionera en energía solar, Abengoa Solar.

Esta invención se trata de un módulo solar fotovoltaico de alta concentración.

 

ENERGIA SOLAR - FOTOVOLTAICA ALTA CONCENTRACION

La invención pertenece al campo técnico de los módulos solares fotovoltaicos para el aprovechamiento de la energía solar para la producción de energía eléctrica, concretamente a módulos solares fotovoltaicos de alta concentración, y más concretamente a módulos formados por un parquet de lentes concentradoras Fresnel, un sistema óptico secundario, y células fotovoltaicas de alta eficiencia.

Es un módulo solar fotovoltaico de alta concentración formado por una carcasa que en su interior tiene unos receptores fotovoltaicos fijados a su base, interconectados entre sí, y que de forma preferente, pueden ser desmontables de la base de dicha carcasa. Cada uno de los receptores fotovoltaicos incluye una superficie de receptor sobre la que se dispone al menos una célula fotovoltaica, un diodo de protección, y los respectivos conectores del receptor fotovoltaico.

El módulo, además presenta una pluralidad de lentes concentradoras Fresnel que están dispuestas en la parte superior de la carcasa, en un plano paralelo al de los receptores fotovoltaicos, y cierran la carcasa de forma estanca.

El número de lentes concentradoras Fresnel es igual al número de receptores fotovoltaicos, y cada una de las lentes está dispuesta sobre uno de dichos receptores fotovoltaicos. Además, el módulo fotovoltaico tiene unos elementos ópticos secundarios, dispuesto cada uno de ellos sobre la célula fotovoltaica de cada receptor fotovoltaico. Estos elementos ópticos secundarios, preferentemente tienen forma de pirámide invertida truncada.

La forma de de la carcasa del módulo de la invención permite que exista menos aire interno, por poseer un espacio reducido ya que el aire interior, sometido a las condiciones climáticas de intemperie durante un tiempo prolongado, puede condensarse generando humedad en el interior. El módulo, podrá, además, ser compatible con la instalación de un sistema de des-humidificación que permita mantener la humedad relativa en el interior del módulo a niveles muy bajos, minimizando los efectos que pueda producir la humedad sobre los elementos activos del sistema. Asimismo, la carcasa permite que las lentes Fresnel estén colocadas frontalmente y formando una hilera, para constituir el parquet de lentes deseado.

ENERGIA - FOTOVOLTAICA ALTA CONCENTRACION

Esta invención de Abengoa Solar, se refiere a un módulo con un nuevo sistema de aplicación de lentes concentradoras de radiación solar sobre células fotovoltaicas, para el aumento de la capacidad de producción de energía eléctrica de las mismas. Esto se consigue debido a la mayor intensidad de radiación solar recibida por la célula fotovoltaica, al interponer entre ella y los rayos solares una lente concentradora, de mayor superficie que la célula, y un elemento secundario que hace a su vez de concentrador, homogeneizador de flujo y mezclador cromático capaz de aumentar el potencial de radiación proyectado sobre la célula fotovoltaica, mejorando el ángulo de aceptancia, y aumentando, en consecuencia la capacidad de producción de energía eléctrica de dicha célula fotovoltaica.

La carcasa del módulo fotovoltaico, está realizada en inyección de plástico, y tiene integrada en ella una pluralidad de cavidades en su base, cada una de estas cavidades para el alojamiento de un receptor fotovoltaico, y una pluralidad de láminas metálicas necesaria para la interconexión de los receptores fotovoltaicos.

El cierre estanco permite aislar de la intemperie los componentes del módulo, evitando la entrada de agua, polvo u otros elementos a su interior, que podrían degradar el funcionamiento del mismo, garantizando así duraciones del módulo solar superiores a 25 años.

La disposición de las lentes Fresnel, concentradoras de la potenciación de la radiación solar sobre el conjunto de células fotovoltaicas de los receptores situados en el módulo, sirve por tanto, además, como cubierta del módulo donde se ubican las células, manteniendo así la concentración de calor acumulado dentro del módulo. Es decir, que la lente concentradora cumple la doble función de potenciación de la radiación solar y la de servir como protección de las células para un mejor aprovechamiento de la temperatura.

Supone un ahorro importantísimo en el material empleado en la construcción de los módulos fotovoltaicos, ya que se reduce de forma considerable el número de células fotovoltaicas a utilizar, que es esencialmente el elemento fundamental en el encarecimiento de su precio de costo. Estas consideraciones, suponen un avance importante en la implantación de la energía solar para su utilización en los sistemas de producción de energía eléctrica, al poder ser obtenido con un coste muy inferior en comparación con los otros sistemas de generación de energía mediante sistemas fotovoltaicos convencionales.

Cada módulo solar objeto de la invención proporciona entre 35 vatios de potencia con una temperatura ambiente de 25ºC, aunque el sistema es básicamente escalable, por lo que se podrían concebir módulos de potencias sensiblemente inferiores o superiores basados en los mismos principios.

Este sistema de disipación es adecuado para una alta concentración (del orden de 400 a 500 soles, aunque escalable a ratios de concentración superiores a 800 soles) sobre células fotovoltaicas multi-unión de menos de un centímetro cuadrado. El sistema de disipación es al mismo tiempo económico y eficiente, por lo que la reducción de costes introducida por la reducción de superficie de elemento fotovoltaico no se ve negativamente compensada por el coste adicional del sistema de disipación.

FUENTE | OEPM

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