Desarrollan un novedoso sistema de auto-refrigeración termoeléctrico

Investigadores de la Universidad Pública de Navarra han creado un prototipo de dispositivo de auto-refrigeración termoeléctrico que consigue un enfriamiento ‘gratuito’ de más de 30°C en dispositivos que emiten calor. Se trata de un equipo que actúa como un refrigerador tradicional, pero que 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, presentes en las centrales de producción de energía eléctrica renovable, como es la energía eólica, solar fotovoltaica, solar termoeléctrica e hidráulica. David Astrain Ulibarrena, del Departamento de Ingeniería, Mecánica, Energética y de Materiales de la UPNA e investigador principal del proyecto, explica en qué consiste el sistema: “Esos dispositivos, al funcionar, se calientan y tienen que ser refrigerados. En muchos casos se utilizan intercambiadores de calor con ventiladores que, lógicamente, deben ser alimentados externamente y consumen cierta cantidad de potencia eléctrica. 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. Así, conseguimos la refrigeración y controlar la temperatura del dispositivo, pero sin coste energético”.

Participantes en el proyecto Geter.

Esta aplicación de la auto-refrigeración termoeléctrica es una de las líneas de actuación del proyecto Geter (Generación termoeléctrica con energía calorífica residual), cuyo objetivo general 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 250 °C. “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 °C a 1.200 °C) en usos militares y aeroespaciales. Destaca, por su actualidad, el generador termoeléctrico que suministra energía al vehículo de exploración Curiosity en el planeta Marte. El proyecto Geter de la Universidad Pública de Navarra pretende adaptar esta tecnología a la baja temperatura y optimizar su aplicación al campo civil.

En el marco de este proyecto, el grupo de investigación 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.