Panel solar híbrido

El panel solar híbrido da electricidad y agua caliente con un solo módulo, ocupando la mitad de superficie de cubierta. En esta página se explica en qué consiste el panel, dónde se instala y qué se gana frente a montar los dos sistemas por separado.

Hasta ahora conocíamos dos tipos de paneles solares para el aprovechamiento de la energía solar: los módulos fotovoltaicos para generar electricidad y los colectores térmicos para calentar agua. Ambos sistemas son totalmente diferentes e independientes, y cada uno ocupa su propia superficie de cubierta.

El rendimiento de los módulos fotovoltaicos está estrechamente ligado a la luz que incide sobre ellos y a la temperatura existente en las células que lo componen. Como es sabido, la potencia de un panel se especifica en unas condiciones de prueba estándar: irradiancia de 1000 W/m², temperatura de célula de 25 °C, AM 1.5.

Esas condiciones son de laboratorio. En uso real la temperatura de las células es muchísimo más elevada —por encima de los 50 °C— con lo cual su eficiencia cae en una proporción aproximada de TK = −0,44 %/°C, reduciendo la potencia del panel de forma significativa, en torno a un 15 %.

Con el panel solar híbrido, el calor existente en las células fotovoltaicas, que era un problema, se aprovecha y se transfiere mediante un fluido calorportador a un acumulador solar. La electricidad generada se almacena en baterías o se vierte a la red. Así se consigue agua caliente, se aumenta la producción eléctrica y se reduce el espacio necesario para instalar ambas energías.

El panel solar híbrido está compuesto por células fotovoltaicas dispuestas sobre un absorbedor de calor, consiguiendo un módulo compacto con entrada y salida para el fluido calorportador y una caja de conexiones para el cableado eléctrico. Existe un espacio entre el vidrio solar y las células fotovoltaicas con objeto de conseguir el efecto invernadero que mejora la eficiencia en el sistema térmico.

El reparto de la energía captada tiene una explicación sencilla. El espectro de la radiación solar aprovechada va desde el infrarrojo hasta el ultravioleta, y los módulos fotovoltaicos funcionan mejor en la gama alta, en torno al ultravioleta; la radiación infrarroja no incrementa la producción de electricidad, más bien lo contrario, aporta calor, que es un efecto negativo para la eficiencia. En los captadores térmicos ocurre justo al revés: es el entorno del infrarrojo el que contiene la energía que será aprovechada para generar calor, mientras que el ultravioleta prácticamente no aporta nada. Cada sistema por sí solo aprovecha solo una parte del espectro; unidos forman un conjunto que cubre un rango mucho más amplio.

La primera aplicación son las edificaciones: cubiertas de naves industriales, cubiertas de edificios o instalación sobre el suelo. Ahí el panel produce energía eléctrica de forma más eficiente que los módulos convencionales y, al mismo tiempo y en el mismo espacio, genera calor para usos industriales, sanitarios, piscinas o calefacción. Es, en la práctica, un panel solar con cogeneración.

La segunda son las centrales y huertos solares, donde el mismo módulo se emplea como fotovoltaico refrigerado: al bajar la temperatura de trabajo sube la producción eléctrica, y la energía térmica obtenida puede aprovecharse o evacuarse al ambiente mediante disipadores de calor.

Como puede apreciarse en el esquema, la instalación de ambos sistemas se unifica en un mismo panel solar, siendo el resto de la instalación similar a la utilizada habitualmente. El diagrama representa una instalación con un solo panel captador; lógicamente pueden conectarse los que sean necesarios hasta obtener la potencia requerida en los cálculos correspondientes.

El esquema anterior corresponde al caso más sencillo, un solo captador, y conviene detallar qué ocurre al dimensionar una instalación real. El fluido calorportador entra por un extremo del absorbedor, lo recorre y sale por el otro llevándose el calor que en un módulo convencional se queda dentro hasta disiparse al aire. Ese calor retirado es el que llega al acumulador solar, de modo que la pérdida que describe el coeficiente de −0,44 %/°C se recupera por dos vías distintas: la célula trabaja más fría y devuelve parte de la potencia que le quitaba la temperatura, y el calor extraído queda almacenado en lugar de disiparse.

El acumulador se dimensiona como en cualquier instalación térmica, según el consumo de agua caliente y las horas en que se produce, y es él quien marca el ritmo del circuito. Mientras haya demanda, el panel trabaja frío y en su mejor punto; cuando el acumulador ya está a temperatura, el fluido deja de refrigerar con la misma eficacia y el calor sobrante se lleva a los disipadores, igual que en los huertos solares.

Lo que exige atención al dimensionar es que una misma superficie atiende dos consumos que no tienen por qué coincidir, el eléctrico y el de agua caliente, y hay que decidir a cuál de los dos se ajusta el número de captadores. El resto se resuelve con material corriente, sin nada que fabricar a medida; el cálculo, eso sí, se hace una sola vez y sobre una sola superficie, en lugar de repartir la cubierta entre dos campos que compiten por la mejor orientación.

Hay además un efecto que no aparece en el balance del primer año y sí en la vida de la instalación. Un módulo que trabaja de forma sostenida por encima de los 50 °C soporta dilataciones y ciclos térmicos más severos que uno refrigerado, y esa fatiga se paga en el encapsulado y en las soldaduras. Al mantener baja la temperatura de trabajo los ciclos se suavizan y la vida útil se alarga; no es potencia ni figura en la hoja de características, pero es la razón de que una instalación siga entregando, años después, lo que se calculó.

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La diferencia empieza en lo que a primera vista parece un hueco mal resuelto: entre el vidrio y las células queda un espacio. No es una tolerancia de montaje, es una cámara buscada, y sin ella el lado térmico pierde el efecto invernadero del que vive. Cuando el circuito de fluido se limita a adosarse por detrás de un módulo corriente esa cámara no existe, y el conjunto se comporta como lo que es, un panel eléctrico con una refrigeración añadida. Aquí el absorbedor no es un accesorio atornillado después, sino la pieza sobre la que se monta la célula y parte de la estructura del propio módulo.

De ahí viene también la parte económica, que suele explicarse mal. Lo que abarata el conjunto no es un ahorro en las células ni en el absorbedor, que cuestan lo mismo vayan donde vayan, sino la envolvente: se paga una sola vez lo que en dos aparatos distintos se paga dos veces. En la cubierta ocurre otro tanto, porque desaparece la segunda estructura y con ella el trabajo de montarla y mantenerla.

Queda por precisar en qué punto está el desarrollo, porque en internet se anuncian módulos de aspecto parecido. La diferencia no está en la fotografía sino en lo que hay detrás: aquí se construyeron prototipos y se midieron según lo que fijan las normas de homologación, y de esas medidas salen los datos que se citan, no de una estimación. La patente está registrada en España y quien quiera fabricar tendrá que hacerlo bajo licencia; desde aquí no se fabrica ni se vende.

Junio de 2026. Se ha revisado la documentación técnica del proyecto y se han vuelto a publicar los esquemas de despiece e instalación, que son la parte que más se consulta.

Marzo de 2026. Sigue abierta la conversación con fabricantes e inversores interesados en la fabricación bajo licencia; las consultas se atienden por correo.

Octubre de 2019. Se rehízo la página con el material que se conservaba de los ensayos y se recuperaron los esquemas originales del proyecto.

Mayo de 2014. Última revisión de la documentación de la patente antes de dejar el sitio en pausa.

Para cualquier cuestión sobre la patente o sobre los datos publicados: info@panelsolarhibrido.es.