El sistema termofotovoltaico (TPV) aprovecha la radiación térmica de diversas fuentes de calor , como la combustión de combustibles, el calor residual industrial, la energía solar concentrada o la energía nuclear, y la transforma en electricidad. Un sistema termofotovoltaico es una buena opción para cumplir con los requisitos de cero emisiones netas. La célula termofotovoltaica es el componente más importante del sistema TPV, ya que convierte la radiación fotónica en electricidad.
Además, la notable flexibilidad de convertir diferentes fuentes de energía térmica, incluidas la solar, la nuclear, la combustión química y el calor residual, en una alta densidad de potencia eléctrica, amplía enormemente la gama de aplicaciones de los generadores TPV, que abarcan desde la microescala hasta la gran escala.
Un sistema TPV tiene un tiempo de funcionamiento más prolongado y opera a una temperatura de calefacción del radiador más baja en comparación con un sistema solar fotovoltaico.
El sistema TPV consta de cuatro componentes esenciales:
- Un generador de combustión de combustible que produce energía térmica.
- Un radiador que transforma esta energía térmica en un espectro de emisión específico
- Un filtro que alinea con precisión el espectro de emisión con una celda TPV
- Una célula TPV que convierte eficazmente la radiación de fotones en energía eléctrica
Ver también : Energía solar térmica frente a energía fotovoltaica: una visión general
Principio de funcionamiento del sistema termofotovoltaico
Las células termofotovoltaicas aprovechan la energía radiante de un generador y la transforman en energía eléctrica mediante un sistema termofotovoltaico (TPV). El generador capta la energía de diferentes fuentes de calor y la transfiere al radiador, lo que provoca cierta pérdida de calor.
El siguiente paso consiste en que el radiador genere energía radiante, la cual se dirige hacia las células fotovoltaicas a través del filtro. Este filtro reduce la banda de emisión que se origina en el radiador.
La energía radiada emitida por el radiador debe superar la banda prohibida de las células fotovoltaicas en términos de potencia. Sin embargo, cualquier fotón con energía inferior a la banda prohibida de las células fotovoltaicas provocará pérdidas. El objetivo de recuperar estos fotones es mantener el calor y reducir la fuente de calor a la temperatura deseada del radiador. La conversión de señales ópticas a señales eléctricas se utiliza para medir la potencia de salida de las células fotovoltaicas.
Lea también : ¿Qué es la energía fotovoltaica concentrada?
