Estudio, diseño y optimización de sistemas híbridos de alta concentración fotovoltaica y generación termoeléctrica

Resumen

Una estrategia para mejorar la tecnología solar fotovoltaica es producir energía extra mediante la combinación de la fotovoltaica de concentración (CPV) y la generación termoeléctrica (TEG) por aprovechamiento del flujo de calor residual. El objetivo de esta Tesis Doctoral es diseñar y fabricar un receptor solar que integra la célula solar, dispositivo termoeléctrico y el sistema de refrigeración, centrándose en alcanzar la máxima relación de concentración óptica posible. Para ello, se han estudiado previamente la capacidad de refrigeración de sistemas pasivos para niveles altos de concentración; posteriormente se han empleado diferentes modelos en 1D y en 3D, para simular, optimizar y comparar el rendimiento en la producción de energía eléctrica de sistemas híbridos respecto a los no híbridos; finalmente, se fabricó un prototipo de mono-módulo híbrido con los medios disponibles en el laboratorio y se caracterizó tanto en condiciones contraladas de laboratorio (indoor) como bajo condiciones reales de operación (outdoor). Como conclusión, podemos decir que la hibridación no parece ser energéticamente factible para niveles de concentración muy altos con la tecnología de células solares y TEG disponibles a día de hoy.