Els panells solars híbrids són aparells que combinen lenergia solar fotovoltaica i tèrmica. Se'n pot obtenir electricitat i calor alhora. És a dir, un panell PVT és capaç de generar energia elèctrica i aigua calenta.
Per tant, un panell solar híbrid està compost per un col·lector fotovoltaic a què està associat un intercanviador de calor. Aquest intercanviador és capaç d'escalfar un fluid gràcies a la part de la radiació solar no convertida en energia elèctrica.
Per què serveix un panell solar híbrid?
Un panell solar híbrid permet generar electricitat i aigua calenta.
En una mateixa instal·lació de panells solars els panells híbrids actuen alhora com a panells solars fotovoltaics i panells tèrmics. D'aquesta manera es pot aprofitar l'energia solar per escalfar aigua i augmentar el rendiment de la producció d'electricitat.
Aquest avenç tecnològic permet avançar cap a la transició energètica a què s'enfronten tots els països de la Unió Europea.
Avantatges
El principal avantatge del panell PVT és que augmenta el rendiment.
Des de l'origen de la conversió fotovoltaica, s'ha observat que la taxa de conversió de la radiació solar en energia elèctrica depèn de la temperatura de la cèl·lula fotovoltaica solar que en fa la conversió.
El rendiment de les plaques solars disminueix amb laugment de la temperatura de la cel·la fotovoltaica. Com que aquesta taxa de conversió és de l'ordre del 15-20% (per a les cèl·lules de silici cristal·lines comunes), resulta que el 80-85% residual es converteix en energia calorífica o calor sensible (és a dir, la cèl·lula s'escalfa).
Una solució és refredar les cèl·lules fotovoltaiques utilitzant un fluid de transferència de calor que elimina la calor residual. El panell solar híbrid permet explotar aquesta calor de manera similar a un panell solar tèrmic.
El rendiment energètic general (és a dir, considerant la calor recuperada i l'electricitat produïda com un efecte útil) normalment excedeix el 40% i pot arribar al 50-60% en condicions favorables.
Tipus de panells solars híbrids
Hi ha diferents tipus de panells solars híbrids:
1.- Panells solars amb càmera d'aire frontal
Els col·lectors solars amb càmera d'aire frontal exploten l'efecte hivernacle. S'utilitzen gairebé exclusivament per a l'intercanvi de calor amb aire.
2.- Panells solars sense càmera d'aire
Els panells solars sense càmera d'aire són el tipus més comú de col·lectors. En aquest tipus de col·lectors l'intercanvi d'energia tèrmica es fa a la part posterior del col·lector fotovoltaic.
Aquest tipus de panell té l'avantatge d'una ubicació posterior de les canonades de subministrament i extracció de fluid, cosa que altrament plantejaria problemes d'ombreig.
3.- Col·lectors solars líquids
Comparat amb un panell fotovoltaic normal, en un col·lector de líquid hi ha l'addició d'un intercanviador de calor i el seu aïllament.
Aquest intercanviador pot ser de diverses maneres:
-
En els casos més freqüents es compon de tubs de coure adherents a la làmina de respatller
-
Amb un intercanviador de rotllo dalumini que permet una millor transmissió de la calor.
L'intercanvi de calor amb el col·lector de líquid és molt eficaç per refredar les cèl·lules fotovoltaiques, augmentant-ne el rendiment.
4.- Plaques solars de concentració
En abandonar l'ús de cèl·lules de silici i la introducció de la tecnologia de pel·lícula prima, és possible dissenyar un panell híbrid que vegi l'ús de la concentració solar.
Una aplicació interessant veu la presència d‟un concentrador de radiació solar. Al focus del concentrador es col·loca un tub a la superfície lateral del qual està assegut una pel·lícula de cèl·lules solars de pel·lícula prima.
Aquesta configuració fa que sigui possible assolir majors rendiments de cèl·lules fotovoltaiques. Alhora, l'eliminació de calor és més eficaç.