En todos los ejemplos que me ponéis existe el factor humedad del que hablaba al principio. La piel humana transpira humedad, esa humedad al evaporarse es cuando toma el calor del cuerpo y lo enfría. Sin viento la capa límite pegada a la piel se satura de vapor y ralentiza la transpiración, en presencia de viento la saturación no existe y se favorece el intercambio de calor. Por eso sentimos más frío con viento, por eso la comida se enfría (pierde su vapor de agua), por eso la superficie vegetal del bosque es más fresca que la del trigal (los arboles transpiran y evaporan agua), por eso el botijo hace agua fresca ("suda" agua por sus poros en el barro).
Pero el panel solar no transpira nada. Llegados a este punto conviene tirar de definiciones: el calor se transmite de tres formas posibles:
- Por conducción, contacto directo entre dos cuerpos que intercambian calor, del caliente al frío. El cuerpo caliente es la célula, por delante está pegada al vidrio que es muy mal conductor del calor (coeficiente de conductividad 0.6, frente a 209 por ejemplo del aluminio del marco, que
no está en contacto con las células). Por detrás el contacto es con el Tedlar, del que no he encontrado su coeficiente de conductividad térmico (ni siquiera en la extensa documentación de DuPont) y que habría que comprobar.
- Por convección, en el seno de un fluido (que no es aplicable), o bien de forma forzada entre un sólido y el fluido, que podría ser el caso pero que necesita entonces que el sólido esté en contacto con el fluido (célula y aire), lo que nos lleva la caso anterior.
- Por radiación, todos los cuerpos son capaces de absorber y emitir radiación electromagnética (infrarroja en este caso) en mayor o menor medida. Esa radiación será mayor cuanto más caliente esté el cuerpo emisor. La célula se calienta por efecto de la radiación solar, y en ausencia de ella, la célula devuelve esa radiación al espacio. Esta es la verdadera fuente de enfriamiento que yo promulgo para la célula y que coincide con la fórmula que ya he expresado (que no es mía, aunque ahora no tengo a mano la fuente, disculpas).
En resumen: que para mi la razón de enfriamiento de la célula es la tercera, y que en todo caso admitiría un enfriamiento por convección forzada (viento) siempre que tengamos el coeficiente de conductividad térmica del Tedlar y así nos lo demuestre.
En cuanto al factor "k", hace años pregunté aquí y nadie supo darme respuestas. Y yo como soy muy curioso pues me dediqué a buscar y buscar, hasta que encontré soluciones al problema. En el foro en la sección de descaras hay una hoja Excel (Cálculo de HSP) que tiene unas tablas con los factores "k" por provincias, meses del año y ángulos de inclinación del panel. Pero a mi no me valía, quería el método por el cual pudiera calcularlo para cualquier lugar y ángulo. Este factor depende por supuesto de la inclinación de los paneles, de la latitud del lugar, del ángulo con el que incide el sol en el panel, y de la radiación directa y difusa (por separado). Pero claro, todos estos factores son variables minuto a minuto en el día, con lo que no se puede dar un valor fijo. Al final me lo cociné todo ello y tengo un pequeño ejemplo del sistema funcionando aquí:
Solar Energy Production testpage, Meteo Aerolugo
El factor "k" varía minuto a minuto (lo véis abajo de todo en la página). Pero voy haciendo una integración en tiempo real y me sale un valor de ganancia neta diaria que muestro justo encima. Es curioso ver como una mala elección del ángulo del panel puede ser desatroso a efectos de ganancia dependiendo de la época del año. Si algún día tengo tiempo suficiente, terminaré este "cocido" con un selector de inclinaciones para poder ver en tiempo real los efectos de su variación.
Para Valencia, en mis hojas de cálculo, me sale para hoy y 20º de inclinación una ganancia neta de poco más del 10% durante el día.