TermoElectricidad

ThermoElectricity

La construcción moderna ha llegado a comprender una fachada arquitectónica como parte de una envoltura general del edificio, siendo esta no solo una declaración visual, sino también una influencia importante en la protección de los componentes estructurales  y la eficiencia energética del edificio.

La envolvente térmica de un edificio es la que se encuentra en contacto con el aire exterior. Si realizamos el paralelismo de comparar un edificio con el cuerpo humano y la estructura fueran los huesos que componen el esqueleto, la envolvente térmica es la piel que envuelve al edificios, esa capa por donde notamos el frío o el calor y sobre la que más afectan las inclemencias meteorológicas. Dicha piel tendrá un coeficiente de Resistencia Térmica (R) que variará en función tanto del número de capas como de las propiedades térmicas que compongan la envolvente.

Definiciones para una Envolvente Zero

Las envolventes son aquellos recursos materiales o físicos -y por tanto, arquitectónicos- que nos permiten conseguir los parámetros de confort que demandamos al espacio interior creado por estas envolventes y esto se consigue aislándose o bien intercambiando flujos e interrelacionándose con el medio exterior, en función de si este medio nos es favorable o agresivo, con el objetivo de que el confort sea el máximo y el gasto energético para conseguirlo sea mínimo.

Las envolventes según su función

Las envolventes térmicas, además de su función de Soporte (resistencia, estabilidad, durabilidad), Confort y Protección se estructuran en la siguiente taxonomía:

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Parámetros de Control

0. Comportamiento Térmico

1. Comportamiento Acústico
2. Comportamiento Climático
3. Comportamiento Higrométrico
4. Comportamiento Hídrico
5. Parametros de Protección
6. Comportamiento Sensitivo

La termoelectricidad es un fenómeno físico que consiste en generar electricidad, es decir corriente eléctrica, a partir de un flujo de calor que provenga de una fuente limpia (renewable) o residual (waste energy). El uso de esta tecnología supondría disponer de una nueva energía renovable mejorando el rendimiento energético de otras fuentes y siendo esta, considerada como una de las tecnologías en energías alternativas limpia más interesantes del mercado energético actual.

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Conceptos Básicos de Termoelectricidad
Generar electricidad de la diferencia de temperatura existente

En Magna Research hemos explorado una idea novedosa para aprovechar los materiales termoeléctricos existentes y las técnicas de nanofabricación para generar termoelectricidad a partir de la diferencia de temperatura existente naturalmente entre la energía solar calentada y la refrigeración dentro de los edificios, especialmente en las ubicaciones geográficas que experimente un verano prolongado o una temperatura razonablemente más alta, como 30 ° C o más. Casi el 50% de la población mundial experimenta dicha temperatura promedio. Además de la generación termoeléctrica durante el día caluroso, nuestros generador ThermioTek™ pueden generar termoelectricidad apreciable incluso durante las horas de menos de sol para servir como fuente de energía limpia suplementaria.

Un nuevo concepto podría aportar energía solar altamente eficiente al combinar varios tipos de tecnologías en un mismo módulo como son las Células Fotovoltaicas y los generadores Termoeléctricos. El enfoque combina células solares fotovoltaicas, que convierten la luz visible y ultravioleta en electricidad, los dispositivos termoeléctricos que convierten el calor en electricidad y el tanque de cambio de fase para almacenar energía. Los dispositivos termoeléctricos y los tanques PCM serían impulsados por el calor recolectado y almacenado mediante espejos para enfocar la luz solar en un "absorbedor solar y reflector selectivo" de nuevo diseño.

Diseño de Sistemas Híbridos PVC-TEG

Este esquema representa un nuevo concepto que podría aportar energía solar altamente eficiente combinando tres tipos de tecnologías que convierten diferentes partes del espectro de luz y también almacenan energía para usar después de la puesta del sol. (Imagen de la Universidad de Purdue / Peter Bermel)

  • PVC (PhotoVoltaic Cell)

  • TEG (Thermo Electric Generator)

  • PCM (Phase Change Material)

A-Phys. Status Solidi RRL 2017
A-Phys. Status Solidi RRL 2017

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B-Phys. Status Solidi RRL 2017
B-Phys. Status Solidi RRL 2017

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TWIN-ThermoTek®
TWIN-ThermoTek®

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A-Phys. Status Solidi RRL 2017
A-Phys. Status Solidi RRL 2017

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Hibrid PVC-TEG with Ytterbium Silicide (Low grade Temp)

1) Physica Status Solid. WILEY. (Feb 2018)

2) Three Dimensional Crystal Structure

3) Crystal Structure Along A-Axis

4) Crystal Structure Along C-Axis

5) TEG ThermoCell®

6) ThermoTek® Build System

7) TWIN ThermoTek®