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Un sistema termoeléctrico enfría gratis

Investigadores de la Universidad Pública de Navarra han creado un prototipo de autorefrigeración termoeléctrico que consigue un enfriamiento 'gratuito' de más de 30 ºC en algunos dispositivos que emiten calor, como los transformadores de las centrales eléctricas. La energía para su funcionamiento la obtiene del propio calor a disipar.

De izquierda a derecha, los investigadores Antonio Rodríguez, Gurutze Pérez Artieda, David Astrain, Alvaro Martínez y Patricia Aranguren en el laboratorio. / UPNA

Un equipo de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) ha desarrollado un dispositivo de autorefrigeración termoeléctrico para enfriar, sin costes, más de 30 ºC el calor que emiten los aparatos.

El prototipo actúa como un refrigerador tradicional, pero no consume electricidad, puesto que obtiene la energía necesaria para funcionar del propio calor que hay que disipar.

Los investigadores quieren aplicar este sistema a los convertidores de potencia y a los transformadores de las centrales de producción de energía eléctrica renovable, como la energía eólica, solar fotovoltaica, solar termoeléctrica e hidráulica.

“Esos dispositivos, al funcionar, se calientan y tienen que ser refrigerados, y en muchos casos se utilizan intercambiadores de calor con ventiladores que, lógicamente, deben ser alimentados externamente y consumen cierta cantidad de potencia eléctrica", explica David Astrain Ulibarrena, del departamento de Ingeniería, Mecánica, Energética y de Materiales de la UPNA e investigador principal del proyecto.

"Nosotros lo que hacemos es aprovechar el flujo de calor que emite el convertidor de potencia y el transformador para producir la energía eléctrica necesaria para hacer funcionar los ventiladores –añade–. Así, conseguimos la refrigeración y controlar la temperatura del dispositivo, pero sin coste energético”.

Esta aplicación es una de las líneas de actuación del proyecto Generación termoeléctrica con energía calorífica residual (GETER), cuyo objetivo es desarrollar generadores termoeléctricos que permitan convertir en energía eléctrica la energía calorífica de bajo nivel térmico, es decir, flujos de calor residual de temperaturas inferiores a los 250º C.

El rover Curiosity utiliza un generador termoeléctrico

“Las mejores perspectivas de futuro, respecto a la generación termoeléctrica, tienen que ver con el aprovechamiento de fuentes de calor gratuitas, como es el caso de los flujos de calor residual –indica el profesor Astrain–. Se trata de focos de calor muy frecuentes –en España, el 40% de la energía primaria se desecha en forma de calor residual– pero que con los sistemas convencionales de generación de electricidad, como turbinas de vapor y gas, son difícilmente aprovechables”.

La generación termoeléctrica ha sido muy utilizada para la media y alta temperatura –de 250 ºC a 1.200 ºC– en usos militares y aeroespaciales. Destaca, por su actualidad, el generador de este tipo que suministra energía al vehículo de exploración Curiosity en el planeta Marte.

El proyecto GETER de la UPNA pretende adaptar esta tecnología a la baja temperatura y optimizar su aplicación al campo civil. En el marco de este proyecto, se ha desarrollado y validado experimentalmente un modelo computacional que ha mostrado la posibilidad de obtener hasta 1 kW de energía eléctrica por cada metro cúbico de una chimenea industrial.

Referencias bibliográficas:

A. Rodríguez, D. Astrain, A. Martínez, E. Gubía. “Thermoelectric-driven autonomous sensors for a biomass power plant”. Journal of Electronic Materials, 2013. ISSN: 0361-5235, 2013. Doi 10.1007/s11664-013-2504-4.

D. Astrain, A. Martínez, A. Rodríguez, G. Pérez, “Computational study on temperature control systems for thermoelectric refrigerators”. Journal of Electronic Materials 41 (6): 1081-1090, 2012. ISSN: 0361-5235. Doi10.1007/s11664-012-2002-0.

Fuente: UPNA
Derechos: Creative Commons
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