Desenvolupament i Aplicació de Refrigeradors Solars

Sep 02, 2025 Deixa un missatge

Els frigorífics solars més investigats, tant a nivell nacional com internacional, són els més propers a l'aplicació pràctica. La investigació sobre refrigeradors d'adsorció solar, però, es limita a la teoria bàsica i al desenvolupament de prototips experimentals.

Els refrigeradors d'adsorció solar solen utilitzar un refrigerador convencional connectat a un generador d'energia solar extern. La investigació se centra en les característiques de càrrega i descàrrega de les cèl·lules solars. A causa de la consideració limitada de les característiques fotovoltaiques del compressor de la nevera, falta una investigació incompleta sobre la compatibilitat de diversos components dels refrigeradors d'adsorció solar i l'eficiència del dispositiu d'absorció de calor solar és molt baixa. Com a resultat, l'eficiència global del sistema encara no és comparable a la dels refrigeradors convencionals i el cost és significativament més elevat. Pel que fa als refrigeradors d'adsorció solar, la investigació actual se centra en el rendiment del parell de fluids de treball del refrigerant adsorbent-. Abordar problemes com ara com millorar encara més el rendiment de la transferència de calor del llit d'adsorció, abordar eficaçment la relació entre la recollida de calor diürna i la dissipació de calor nocturna entre el llit d'adsorció i el col·lector, i emmagatzemar eficaçment la capacitat de refrigeració nocturna per a l'ús diürn. Les tecnologies clau que necessiten un desenvolupament més urgent en l'aplicació de refrigeradors solars són les següents:
1. Tecnologia de col·lectors solars tèrmics d'alta-eficiència
Els col·lectors solars tèrmics, dispositius que converteixen l'energia solar en energia tèrmica, tenen un paper crucial en els sistemes de refrigeració solar. La seva eficiència i preu afecten directament l'eficiència i la viabilitat econòmica de tot el refrigerador solar. Per millorar l'eficiència dels col·lectors solars tèrmics, la investigació actual s'ha centrat en gran mesura en la millora de les estructures absorbents i concentradores, mentre que menys investigacions s'han centrat en la naturalesa fonamental de l'absorció de calor del col·lector. L'absorció de calor es reflecteix en les propietats òptiques del material, concretament en la seva capacitat d'absorbir llum dins d'un rang de longitud d'ona específic. Per tant, l'autor creu que el desenvolupament d'absorbents i materials de recobriment superficial serà clau per millorar l'eficiència dels col·lectors de refrigeració solar. Encara hi ha molt marge per a la millora tècnica i el desenvolupament, com ara el revestiment de la superfície de l'absorbidor amb una alta absortivitat espectral per maximitzar la recollida d'energia de la radiació solar; o seleccionar materials de superfície absorbents en funció de les seves característiques de radiació per aconseguir una absorptivitat espectral propera a 1 dins del rang de longitud d'ona de 0,3-3 μm. 2. Tecnologia eficient d'emmagatzematge d'energia solar
Per superar la naturalesa temporal de l'energia solar, que pot provocar un funcionament inconsistent del refrigerador durant el dia i la nit, s'ha d'incorporar un dispositiu d'emmagatzematge d'energia adequat al disseny del sistema. Aquest dispositiu pot emmagatzemar part de l'energia generada durant el dia per utilitzar-la a la nit o els dies de pluja, aconseguint un refredament real durant tot el-dia i el mateix rendiment que una nevera convencional. Actualment, hi ha tres tipus principals d'emmagatzematge d'energia solar fotovoltaica: condensadors, bateries de plom-àcid, bateries de níquel-hidrur metàl·lic i bateries d'ions-de potassi. La tecnologia d'aplicació d'aquestes bateries és relativament madura, però la seva capacitat d'emmagatzematge és relativament limitada. La millora de la capacitat d'aquestes bateries continua sent una àrea de recerca futura.

Les tecnologies d'emmagatzematge d'energia que s'utilitzen actualment i que s'estan investigant en els refrigeradors d'adsorció solar utilitzen principalment els efectes de calor sensible i latent de les transicions de fase del medi de treball, o la calor de reacció durant les reaccions químiques, per emmagatzemar energia. Com que la tecnologia d'emmagatzematge de calor latent utilitza la propietat de la matèria d'absorbir o alliberar calor durant els canvis de fase per emmagatzemar o alliberar energia, de manera similar al principi de refrigeració per adsorció, la investigació sobre la tecnologia d'emmagatzematge de calor latent té una importància pràctica per a l'emmagatzematge d'energia en refrigeradors d'adsorció solar. A més, la tecnologia d'emmagatzematge d'energia dels refrigeradors de refrigeració d'adsorció solar ha de desenvolupar-se des de l'estudi de les característiques del propi fluid de treball fins a tot el sistema i millorar encara més l'estructura del dispositiu de refrigeració d'adsorció.