¿Puede un absorbedor formado por aletas de aluminio fijadas a presión sobre tubos de cobre superar a una placa absorbedora convencional? Esa pregunta impulsó un proyecto de I+D TÜBİTAK 1707 (n.º 3225044) que llevamos a cabo con Innorma R&D, la empresa emergente de I+D de Solimpeks, de diciembre de 2022 a mayo de 2024. El objetivo: un diseño de absorbedor que mejore el rendimiento de los captadores térmicos y de los captadores híbridos PVT, y que haga viable su producción local en Turquía.
¿Qué construimos?
Diez prototipos en total:
| Grupo de prototipos | Unidades | Configuración | | --- | --- | --- | | Captador térmico estándar | 1 | Wunder ANSG 2108 (referencia) | | Captador PV/T estándar | 1 | Solimpeks PV-T (referencia) | | Captadores térmicos con aletas | 4 | 7 o 9 tubos de absorbedor; 150 o 315 aletas | | Captadores PV/T con aletas | 4 | 7 o 9 tubos de absorbedor; 112 o 229 aletas |
Las placas con aletas sustituyen a los absorbedores tradicionales por aletas de aluminio fijadas a presión sobre tubos de cobre, una construcción que puede reducir costes y disminuir el sombreado con ángulos desfavorables. Promete una mejor captación de calor en modo térmico y una producción eléctrica sólida en PV/T, con picos de entre 220 y 250 W con buen sol, manteniéndose más ligera o más compacta cuando hace falta.
¿Cómo tomó forma el diseño?
El paquete de trabajo 1 abarcó el diseño y la simulación: modelos 3D en SolidWorks, CFD con Flow Simulation y un modelo matemático en EES para predecir los flujos de calor. Probamos inicialmente configuraciones con 7, 9 e incluso 11 tubos y ajustamos parámetros como una separación entre aletas de 6 mm, con condiciones de contorno (irradiancia de 1000 W/m² y temperatura ambiente de 30 °C) elegidas para reproducir las condiciones de ensayo de Solar Keymark. Las primeras simulaciones resultaron prometedoras, pero también apuntaban a que un menor número de aletas podría evitar las sombras con ángulos solares de 45°.
En el paquete de trabajo 2, los prototipos tomaron forma: se adquirió el aluminio para las aletas, se ensamblaron los tubos de cobre y, en las versiones híbridas, se laminaron células fotovoltaicas sobre la estructura con aletas. El paquete de trabajo 3 perfeccionó los diseños: las simulaciones con ángulos oblicuos confirmaron que un número elevado de aletas proyecta sombras y reduce el rendimiento, por lo que redujimos a la mitad el número de aletas en algunos casos, hasta 150 aletas en los térmicos y 112 en los PV/T. En los modelos, esto elevó el salto térmico entre entrada y salida de unos 2,5 °C en los equipos estándar a 3,6 °C en nuestro PV/T de 9 tubos. También definimos el alcance de las líneas de producción.
¿Qué mostraron los ensayos en exterior?
En el paquete de trabajo 4 montamos en paralelo cinco captadores térmicos y cinco PV/T, con un caudal de agua de 0,03–0,07 kg/s, y registramos la irradiancia, el viento, las temperaturas en varios puntos y la producción eléctrica de los PV/T; los datos se tomaban cada 5 segundos mediante dataloggers. Los captadores estándar iban ligeramente por delante con sol directo, pero las versiones con aletas se imponían con ángulos oblicuos, captando más calor cuando la luz incide en diagonal. La producción eléctrica se mantuvo estable, con picos fotovoltaicos de 250 W con 1000 W/m², en línea con las referencias de Eurofins, aunque las nubes redujeron la potencia durante parte del ensayo.
¿Cuáles fueron las lecciones difíciles?
Las simulaciones acertaron con las tendencias, pero a veces sobrestimaron las mejoras: los ensayos reales mostraron aumentos de temperatura menores, posiblemente por el viento o por aletas irregulares. Reducir las aletas resolvió el sombreado, pero añadió peso en algunos puntos, lo que nos llevó a replantearnos los materiales. El aprovisionamiento también requirió pruebas: las bobinas de aluminio y el engarzado preciso exigieron varias iteraciones, y las primeras fugas se corrigieron ajustando las herramientas. Para la industrialización, un despliegue por fases (primero montaje manual y después una línea específica a medida que crezcan los volúmenes) parece la vía más eficiente.
Aun así, las mejoras fueron reales. El diseño con aletas alcanzó un salto térmico de 3–4 °C en escenarios oblicuos, lo que podría suponer ahorros reales con una insolación variable. La producción de los PV/T igualó a la de los equipos estándar, con potencial para una fabricación local más económica; nuestras estimaciones sitúan el periodo de amortización en tres años con ventas constantes. Una reunión del equipo destaca entre las demás: tras debatir la densidad de aletas hasta bien entrada la sesión, nos decantamos por 112 para el PV/T después de descartar un lote más denso, el equilibrio justo entre coste y rendimiento. Además, localizar la producción de absorbedores reduce la dependencia de las importaciones y apoya los objetivos de sostenibilidad, y una política de apoyo a la producción local puede acelerar el escalado.
¿A quién benefician los captadores con aletas?
A viviendas, hospitales, hoteles, fábricas y explotaciones agrarias: dondequiera que un suministro fiable de calor sostenga actividades como el secado de cultivos o la calefacción de invernaderos sin un mantenimiento exigente. También son usuarios clave las empresas instaladoras y energéticas que montan instalaciones solares, sobre todo las que desean sustituir los absorbedores importados por otros locales para reducir costes y ganar autosuficiencia.
¿Dónde se han publicado los resultados?
Los resultados del PV/T se han publicado en un artículo revisado por pares: Büker M.S., Onay A.E. (Innorma R&D) y Dağ H.I. (Solimpeks), "Comparative Thermal and Electrical Performance Analysis of PV/T Collectors with Different Finned Absorber Configurations", Journal of Climate Change (2025), doi:10.70917/jcc-2025-028. El estudio, financiado por TÜBİTAK, indica que la variante PV/T de 229 aletas presenta un potencial de reducción de CO2 un 24,48 % superior al del diseño estándar.
¿Qué viene ahora?
Concluido en mayo de 2024, el proyecto subraya nuestra habilidad para convertir ideas en equipos solares prácticos: los absorbedores con aletas pueden mejorar los captadores en instalaciones reales y no ideales. Partiendo de trabajos anteriores, como los sistemas híbridos y los proyectos de la UE, estamos valorando integraciones como controles más inteligentes para condiciones meteorológicas variables. Póngase en contacto con nosotros si desea más detalles o colaborar.
Más información
- Una revisión de 2025 sobre sistemas híbridos PV/T, que señala los nanofluidos y los PCM como vías de futuro
- Un estudio de mediados de 2025 sobre estrategias de refrigeración para PV/T, que combina enfoques experimentales y numéricos
- Un artículo de finales de 2024 sobre nuevas formas de refrigerar captadores PV/T
