Científicos sudafricanos han desarrollado un sistema integrado de bomba de calor y frigorífico alimentado por energía solar para vendedores de alimentos del África subsahariana. El sistema dual funciona con dos módulos solares de 90 W y reutiliza el calor residual.

Prototipo de bomba de calor y frigorífico alimentados por energía fotovoltaica.

Imagen: Universidad Tecnológica de la Península del Cabo, Creative Commons Attribution License 4.0

Académicos de la Universidad Tecnológica de la Península del Cabo, en Sudáfrica, han diseñado un sistema integrado de bomba de calor y refrigeración alimentado por energía fotovoltaica para calentar alimentos y refrigerar bebidas.

El sistema utiliza un sistema de refrigeración por compresión de vapor con refrigerante R134a. Tiene dos compartimentos separados para calentar y enfriar, con un volumen de 50 litros cada uno. El condensador funciona a 50 ºC y se encuentra en la parte inferior del compartimento de calentamiento. El evaporador funciona a -2 ºC y está situado en la parte superior del espacio de colación.

“Esta disposición se basa en el fenómeno físico de que el aire caliente asciende y el aire frío desciende”, explican los científicos.

Los compartimentos de calentamiento y refrigeración utilizan el mismo compresor. Los científicos simularon las cargas térmicas del sistema con MATLAB y obtuvieron una carga térmica de 433,5 kJ y una carga frigorífica de 3.550,7 kJ. Para satisfacer estas cargas, seleccionaron un compresor de 12 V CC con una capacidad que oscilaba entre 149 W y 186 W. Los académicos calcularon el rendimiento del sistema utilizando el sistema de modelado ANSYS, estimando un coeficiente de rendimiento (COP) para refrigeración de 3,32 y para calefacción de 4,32.

Construyeron un prototipo del sistema dual utilizando dos pequeñas neveras domésticas como compartimentos de refrigeración y calefacción y lo probaron en Bellville (Ciudad del Cabo). El sistema utiliza dos paneles fotovoltaicos de silicio monocristalino de 90 W de un fabricante no revelado que miden 1.200 mm x 544 mm x 25 mm. También incluye una batería de 12 V CC y un controlador de carga de 10 A.

El equipo probó el sistema entre diciembre de 2020 y enero de 2021, los meses de verano en Sudáfrica. Los resultados muestran que la bomba de calor calentó el compartimento caliente hasta un máximo de 55 C durante las horas de mayor insolación, entre el mediodía y las 2 pm (SAST).

“Sin embargo, se observó que, en cuanto se dejaba la puerta abierta durante más de 15 minutos, se producía un descenso de la temperatura a las 3 de la tarde… mientras funcionaba el sistema de la bomba de calor”, señalaron los investigadores.

El compartimento refrigerado alcanzó una temperatura mínima de 2 ºC. Los científicos también compararon el rendimiento de los módulos solares con una inclinación de cero y 30 grados para una orientación norte. Afirmaron que descubrieron que “el panel fotovoltaico con una inclinación de 30 grados recibía una mayor irradiancia, lo que hacía que ambos sistemas alcanzaran sus temperaturas de diseño justo antes del mediodía; por lo tanto, resultó ser el más adecuado para el rendimiento de todo el sistema”.

Los académicos compartieron sus hallazgos en “A solar powered refrigerator and heat pump for urban street vendors” (Un frigorífico y una bomba de calor alimentados con energía solar para vendedores ambulantes urbanos), publicado recientemente en MATEC Web of Conferences.

Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.

Consulte aquí nuestras normas para comentar los artículos.

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Guardar mi nombre, correo electrónico y sitio web en este navegador para la próxima vez que haga un comentario.

Recibir un email con los siguientes comentarios a esta entrada.

Recibir un email con cada nueva entrada.

Al enviar este formulario, usted acepta que pv magazine utilice sus datos con el fin de publicar su comentario.

Sus datos personales solo se divulgarán o transmitirán a terceros para evitar el filtrado de spam o si es necesario para el mantenimiento técnico del sitio web. Cualquier otra transferencia a terceros no tendrá lugar a menos que esté justificada sobre la base de las regulaciones de protección de datos aplicables o si pv magazine está legalmente obligado a hacerlo.

Puede revocar este consentimiento en cualquier momento con efecto para el futuro, en cuyo caso sus datos personales se eliminarán inmediatamente. De lo contrario, sus datos serán eliminados cuando pv magazine haya procesado su solicitud o si se ha cumplido el propósito del almacenamiento de datos.

Puede encontrar más información sobre privacidad de datos en nuestra Política de protección de datos.

Pie de imprenta Términos y condiciones Política de privacidad © pv magazine 2023

Este sitio web utiliza cookies para contar anónimamente los números de visitantes. Para obtener más información, consulte nuestra Política de protección de datos. ×

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.