Paneles solares que transforman el calor y la lluvia en electricidad

Son dos proyectos que se desarrollan por separado, pero ambas investigaciones, como otras muchas en curso, tienen como finalidad incrementar la eficiencia de los paneles solares para obtener m¨¢s electricidad por cada unidad de superficie instalada. Tanta como sea posible.

Por un lado, investigadores del Instituto Tecnol¨®gico de Massachusetts (MIT) trabajan en un tipo de panel termofotovoltaico que transforma en electricidad tanto la luz visible como tambi¨¦n la energ¨ªa del sol que llega al panel en forma de calor; esto es, en las longitudes de onda de la luz infrarroja y de las microondas que los paneles fotovoltaicos no aprovechan.

Actualmente el calor del sol s¨ª se utiliza como fuente de energ¨ªa, aunque se aprovecha una parte muy peque?a. A escala dom¨¦stica se utiliza, en el mejor de los casos, para calentar o precalentar el agua destinada al aseo y a la calefacci¨®n, por ejemplo. A escala industrial existen distintos tipos de plantas de energ¨ªa termosolares que aprovechan el calor del sol. Por ejemplo, plantas energ¨¦ticas que concentran los rayos solares mediante espejos para producir vapor de agua que se utiliza para mover las turbinas de los generadores el¨¦ctricos.

Pero el calor del sol que llega a los paneles solares se disipa en el propio panel y no se aprovecha. Sin embargo, seg¨²n informan los investigadores a trav¨¦s de MIT News, los paneles termofotovoltaicos, o t¨¦rmicos y fotovoltaicos, tienen el potencial de proporcionar a igual superficie el doble de electricidad que los paneles convencionales, aquellos que son s¨®lo fotovoltaicos.

Para aprovechar el calor, los investigadores del MIT utilizan cristales fot¨®nicos de tama?o nanom¨¦trico a modo de filtro previo superpuesto al panel solar. Se trata de cristales que emiten luz cuando se calientan. El m¨¦todo pasa por capturar toda la energ¨ªa y el calor que llega desde el sol hasta el panel y transformarla en luz visible haci¨¦ndola pasar primero por los cristales fot¨®nicos. La luz visible es la longitud de onda que s¨ª aprovechan los paneles fotovoltaicos. Adem¨¢s, los cristales fot¨®nicos del filtro se pueden?configurar para que se iluminen con el color de la luz a la cual cada tipo de panel solar resulta m¨¢s eficiente.

Sales en la lluvia

Por otro lado, seg¨²n IEEE Spectrum, "alg¨²n d¨ªa los paneles solares producir¨¢n electricidad tambi¨¦n cuando est¨¦ lloviendo". Se trata de una afirmaci¨®n atrevida teniendo en cuenta que, actualmente, los paneles fotovoltaicos convencionales reducen significativamente o directamente cesan la producci¨®n de electricidad cuando llueve.

Para aprovechar la lluvia como fuente primaria de energ¨ªa, cient¨ªficos de la universidad china Oc¨¦ano, en Qingdao, parten del principio de que las gotas de aguan contienen sales en su interior. Esas peque?as part¨ªculas posibilitan la formaci¨®n de la gota de agua al hacer posible la transici¨®n del agua desde su estado gaseoso en la nube al estado l¨ªquido que da lugar a la lluvia. "Los investigadores utilizan capas de grafeno de un ¨¢tomo de grosor que separan los iones con carga positiva de los iones con cargas negativas, formando as¨ª algo parecido a un condensador el¨¦ctrico" que almacena energ¨ªa.

Aunque inicialmente la electricidad recuperada con este m¨¦todo es de unos pocos microvoltios, los investigadores contin¨²an indagando c¨®mo sacar provecho de los iones positivos y negativos contenidos en las gotas de lluvia. En la pr¨¢ctica este desarrollo dar¨ªa lugar a paneles que producir¨ªan electricidad en cualquier condici¨®n climatol¨®gica. Incluso por la noche, si llueve.

El calor del sol s¨ª se utiliza como fuente de energ¨ªa, aunque se aprovecha una parte muy peque?a

Los intentos por desarrollar materiales que permitan obtener electricidad a partir de la lluvia no son nuevos. Hace ya algunos a?os un grupo de cient¨ªficos franceses del centro CEA, en Grenoble, us¨® vinilo fabricado con un tipo de pol¨ªmero piezoel¨¦ctrico que convert¨ªa la energ¨ªa mec¨¢nica de las gotas de lluvia golpeando ese material en una peque?a corriente el¨¦ctrica.

M¨¢s recientemente, investigadores del Instituto Tecnol¨®gico de Georgia, lograron recuperar unos pocos milivoltios de un parabrisas de coche modificado para aprovechar tambi¨¦n el efecto triboel¨¦ctrico, el fen¨®meno por el cual se produce electricidad cuando dos materiales entran en contacto al golpearse, por ejemplo. En este caso la cantidad de electricidad obtenida era igualmente m¨ªnima, de unos 130 milivatios por metro cuadrado de superficie.