Dispositivos rentables se espera que estén pronto en el mercado.
Imagina ventanas que no sólo proporcionen una visión clara y habitaciones iluminadas, sin también que usen la luz solar de forma eficiente para ayudar en la energía del edificio del que son parte.
Ingenieros del MIT informan de una nueva aproximación en el aprovechamiento de la energía del Sol que podría permitirlo.
El trabajo, que se publicará en el ejemplar del 11 de julio de la revista Science, implica la creación de un novedoso “concentrador solar”. “La luz se recolecta a lo largo de una gran área [como una ventana] y es reunida, o concentrada, en los bordes”, explica Marc A. Baldo, líder del trabajo y Profesor Esther y Harold E. Edgerton de Desarrollo de Carrera de Ingeniería Eléctrica.
Como resultado, en lugar de cubrir el suelo con caras células solares (los dispositivos semiconductores que transforman la luz solar en electricidad), las células sólo serían necesarias en los bordes de un panel plano de vidrio. Además, la luz focalizada incrementa la energía eléctrica obtenida de cada célula solar “en un factor de aproximadamente 40″, dice Baldo.
Debido a que el sistema es de fabricación sencilla, el equipo cree que podría implementarse en un plazo de tres años – incluso siendo añadido a los sistemas de paneles solares existentes para incrementar su eficiencia en un 50 por ciento con un coste adicional mínimo. Esto, a su vez, reduciría sustancialmente el coste de la electricidad solar.
Además de Baldo, los investigadores implicados son Michael Currie, Jon Mapel, y Timothy Heidel, todos estudiantes graduados en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación, y Shalom Goffri, asociado de posdoctorado en el Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT.
“El proyecto del Profesor Baldo utiliza un innovador diseño para lograr una conversión solar superior sin seguimiento óptico”, dice la Dra. Aravinda Kini, directora del programa en la Oficina de Ciencias de Energía Básica en la Oficina Científica del Departamento de Energía de los Estados Unidos, un patrocinador del trabajo. “Este logro demuestra la importancia crítica de la investigación básica innovadora al traer avances revolucionarios en la utilización de la energía solar de una forma rentable”.
Los concentradores solares hoy en uso “siguen al Sol para generar intensidades ópticas mayores, a menudo usando grandes espejos móviles que son caros en su despliegue y mantenimiento”, escriben Baldo y sus colegas en Science. Además, “las células solares en el punto focal de los espejos deben enfriarse, y todo el ensamblaje desperdicia el espacio alrededor del perímetro para evitar sombras en los concentradores vecinos”.
El concentrador solar del MIT implica una mezcla de dos o más tintes que esencialmente se pintan sobre un panel de vidrio o plástico. Los tintes trabajan juntos para absorber la luz a lo largo de un rango de longitudes de onda, la cual entonces se re-emite a una longitud de onda distinta y se transporta a lo largo del panel para esperar en los bordes de las células solares.
En la década de 1970, se desarrollaron unos concentradores solares similares impregnando tintes en plásticos. Pero la idea se abandonó debido, entre otras cosas, a que no llegaba la suficiente cantidad de luz recolectada en a los bordes del concentrados. La mayor parte se perdía por el camino.
Los ingenieros del MIT, expertos en técnicas ópticas desarrolladas para lásers y diodos emisores de luz orgánicos, se dieron cuenta de que tal vez esos mismos avances podrían aplicarse en los concentradores solares. ¿El resultado? Una mezcla de tintes en índices específicos, aplicados sólo en la superficie del vidrio, que permite algún nivel de control sobre la absorción y emisión de la luz. “Lo hicimos de tal forma que la luz pudiese viajar una distancia mucho más larga”, dice Mapel. “Fuimos capaces de reducir sustancialmente la pérdida en el transporte de luz, con el resultado de un incremento por diez en la cantidad de energía convertida por las células solares”.
Este trabajo también fue patrocinado por la Fundación Nacional de Ciencia. Baldo también está afiliado al Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT, los Laboratorios de Tecnología de Microsistemas, y el Instituto para Nanotecnologías de Soldados.
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