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Paneles solares híbridos: operación, tipos y beneficios

Los paneles solares híbridos son un tipo de paneles que garantizan tanto la producción de energía eléctrica como la producción de agua y aire caliente

Los paneles solares fotovoltaicos híbridos representan una solución innovadora y eficiente para aprovechar al máximo las fuentes de energía renovable. Estos combinan las características de las instalaciones térmicas y fotovoltaicas para producir energía eléctrica, agua caliente y calefacción, ofreciendo numerosas ventajas en comparación con las instalaciones tradicionales como el ahorro energético, la reducción del impacto ambiental, la flexibilidad y la autonomía energética.

Antes de proceder con la instalación de los paneles solares híbridos, es necesario tener en cuenta varios factores. En primer lugar, la potencia del sistema que debe calcularse en función de las necesidades específicas de agua caliente y calefacción. Además, la orientación y la inclinación de los paneles son importantes para maximizar la absorción de la radiación solar, con una orientación óptima e inclinaciones específicas para paneles de agua y aire. Por último, es fundamental evitar sombras que puedan afectar el rendimiento del sistema.

Para evitar errores de evaluación y obtener la máxima productividad, puedes utilizar un software fotovoltaico con el que puedes verificar en tiempo real la correcta ubicación del campo fotovoltaico en función de las condiciones reales del sitio de instalación y diseñar cualquier tipo de instalación fotovoltaica.

¿Qué son los paneles solares híbridos?

Los paneles solares híbridos son dispositivos innovadores que combinan el efecto fotovoltaico con el efecto térmico para generar energía tanto eléctrica como térmica. Estos paneles están compuestos por un sustrato aislante sobre el cual se montan tubos conductores de cobre o aluminio destinados al transporte del fluido térmico. Encima de estos tubos se colocan los paneles fotovoltaicos, responsables de la conversión directa de la energía solar en energía eléctrica.

¿Cómo funcionan los paneles solares híbridos?

Los paneles solares híbridos funcionan aprovechando la energía solar para generar electricidad y calentar agua al mismo tiempo. Estos sistemas combinan módulos fotovoltaicos y colectores solares térmicos, trabajando sinérgicamente para maximizar la eficiencia energética, superando así el rendimiento de las instalaciones fotovoltaicas tradicionales.

En general, un panel híbrido se presenta más o menos como el panel solar fotovoltaico clásico, es decir, los módulos pueden ser de silicio cristalino, tanto monocristalino como policristalino.

Está formado por un panel fotovoltaico y por un colector térmico.

Panel fotovoltaico

La parte superior del panel solar híbrido está compuesta por células fotovoltaicas, que convierten la luz solar en electricidad. Esta es la parte que captura la energía solar para la producción de electricidad, similar a un panel solar fotovoltaico tradicional. Esta electricidad puede utilizarse para alimentar dispositivos eléctricos o almacenarse en baterías de almacenamiento para un uso futuro.

Colector térmico

En la parte inferior del panel solar híbrido hay un colector solar térmico, que utiliza la energía térmica del sol para calentar un fluido, generalmente agua o un fluido térmico especial. Este fluido térmico puede utilizarse tanto para la calefacción de espacios, combinado con un sistema de radiadores o paneles radiantes en el suelo, como para producir agua caliente sanitaria.

En el funcionamiento de estos sistemas, los módulos fotovoltaicos tienden a perder eficiencia con el aumento de la temperatura, ya que su rendimiento óptimo se produce a unos 25°C. Cuando la temperatura aumenta, el rendimiento de los módulos fotovoltaicos disminuye, lo que resulta en una subutilización de la radiación solar.

Para resolver este problema, se utiliza un panel solar térmico colocado debajo de los módulos fotovoltaicos, aprovechando el exceso de calor para calentar agua. Este enfoque no solo optimiza la eficiencia de los módulos fotovoltaicos, sino que también utiliza el calor residual para proporcionar agua caliente sanitaria y contribuir a la calefacción del edificio.

Inversor

Un componente importante de estos sistemas es el inversor, responsable de convertir la corriente continua de los módulos fotovoltaicos en corriente alterna necesaria para alimentar los electrodomésticos. Las instalaciones solares híbridas están equipadas con avanzados inversores híbridos, que pueden realizar diversas funciones, como alimentar el edificio, cargar las baterías de almacenamiento e interactuar con la red externa para la extracción o entrega de electricidad. Los inversores híbridos pueden configurarse como monofásicos o trifásicos según las necesidades de la instalación y también pueden utilizarse para cargar vehículos eléctricos.

Las diferentes tipologías de paneles solares híbridos

Existen diferentes tipos de paneles solares fotovoltaicos híbridos, cada uno con diferentes características:

  • de aire: pueden presentar una reducción en la recuperación térmica y en el rendimiento de las células solares debido a las bajas prestaciones del aire en la eliminación de calor;
  • de agua: ofrecen una eficiente transmisión de calor e intercambio térmico, haciéndolos particularmente eficientes;
  • vidriados: presentan la ventaja de reducir las pérdidas energéticas frontales gracias al vidrio, pero en períodos de mayor radiación solar pueden sufrir estancamiento, es decir, la temperatura interna del panel se vuelve muy alta y reduce el rendimiento eléctrico;
  • no vidriados: presentan una menor eficiencia eléctrica en comparación con otros tipos de paneles;
  • de colectores planos y de concentración: se distinguen por su alto rendimiento en la absorción de la radiación solar, tanto para la generación de energía como para la producción de calor para calefacción y agua caliente sanitaria;
  • de hidrógeno: son paneles especiales que durante las horas diurnas son capaces de captar energía solar para transformarla en energía mediante una mezcla de agua y metanol, pueden producir hidrógeno para almacenarlo en un tanque, para luego ser utilizado como combustible para diversas funciones, incluida la producción de energía térmica o ser utilizado durante la noche por especiales pilas de combustible que permiten la producción de energía eléctrica incluso en ausencia de sol;
  • de vacío: se caracterizan por tener células fotovoltaicas insertadas en tubos solares al vacío. Tienen una alta capacidad de absorción de la radiación solar. Dada la alta temperatura que puede alcanzar el agua, también es posible utilizarlos en instalaciones de refrigeración solar.

Las ventajas de los paneles solares híbridos

Los paneles solares híbridos representan una solución innovadora y eficiente para aprovechar al máximo las fuentes de energía renovable, ofreciendo numerosas ventajas. Aquí están algunas de ellas:

  • reducción de los costes energéticos;
  • única instalación para dos funciones;
  • reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero;
  • optimización del espacio;
  • mayor eficiencia del fotovoltaico;
  • mayor flexibilidad (autoconsumo, intercambio en el lugar);
  • incremento del porcentaje de autoconsumo;
  • aumento del rendimiento del sistema termofotovoltaico.

Paneles solares híbridos: desventajas

Las desventajas de los paneles solares híbridos son:

  • el coste de compra e instalación de estos paneles puede ser mayor que el de los tradicionales;
  • el mantenimiento es necesario y debe realizarse con regularidad para mantener el rendimiento;
  • no pueden reemplazar completamente la caldera, especialmente en áreas donde los inviernos son rigurosos.

A pesar de esto, adoptar este tipo de paneles sigue siendo una inversión que puede garantizar ahorros significativos a medio y largo plazo.

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