​Spanje: verbetering van de energie-efficiëntie van zonnepanelen door geothermische koeling

Een onderzoeksteam van de Universiteit van Alcalá (UAH) in Spanje heeft een prototype ontwikkeld van een zonnepaneel met geïntegreerde geothermische koeling door het aan te sluiten op een ondiep boorgat. Met dit prototype constateerde het team een ​​toename van 14 procent in energie-efficiëntie, een belangrijke stap in fotovoltaïsche zonnetechnologie.

Ignacio Valiente, van het onderzoeksteam Mechanical, Electrical and Thermal Technologies, leidt een groep die werkt aan het project "Duurzame verbetering van de energie-efficiëntie van zonnepanelen door middel van modulaire geothermische koelsystemen". Het project wordt gefinancierd door de Gemeenschap van Madrid na het samenbrengen van jonge onderzoekers in 2019. Dit onderzoek wordt ook beschouwd als de beste inzending voor de 2022-conferentie over hernieuwbare energie en milieutechniek.

Het onderzoeksteam richtte zich op fotovoltaïsche zonne-energie omdat het de goedkoopste hernieuwbare energiebron is. Ondanks de lage kosten is het lage energierendement van zonnepanelen nog steeds een grote belemmering. De energie-efficiëntie van zonnepanelen is doorgaans niet meer dan 20 procent op basis van de energie die ze ontvangen en de elektriciteit die ze produceren, waarbij de meeste afvalenergie wordt omgezet in warmte.

In het besef dat de temperatuur ondergronds stabiel is rond de 15 graden Celsius, stelde het onderzoeksteam een ​​koelsysteem voor dat het ondiepe geothermische reservoir met de panelen verbindt en bouwde een prototype. Het prototype is een zonnepaneel met een geïntegreerde warmtewisselaar aan de achterkant, die is aangesloten op een andere warmtewisselaar die zich 15 meter onder de grond bevindt en koelvloeistof door het systeem laat circuleren door middel van een kleine pomp.

Het onderzoeksteam vergeleek het prototype zonnepaneel met een standaard paneel. Ze constateerden dat met dit systeem de temperatuur van de zonnepanelen met 20 graden Celsius werd verlaagd en de netto energie-efficiëntie van het systeem met 14 procent toenam. De temperatuur van het ondergrondse reservoir werd relatief constant gehouden door de minimale warmte afkomstig van de panelen.

Het onderzoeksteam heeft ook belangstelling gekregen voor de technologie van een aantal bedrijven, maar ze zeggen dat er meer onderzoek nodig is voordat de productie-, bedrijfs- en onderhoudskosten van de technologie kunnen worden verlaagd.