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 Energa solar ultraeficiente |
09/05/2013
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 Duplicar la eficiencia de los dispositivos solares cambiara por completo la economa de la energa renovable. Presentamos un diseo que podra hacerlo posible.
Harry Atwater cree que su laboratorio puede crear un dispositivo prctico y econmico que produzca ms del doble de la energa solar generada por los paneles actuales. La hazaa es posible -.segn seala el profesor de ciencias de los materiales y fsica aplicada de Caltech (Instituto Tecnolgico de California, en Estados Unidos), gracias a recientes avances en la capacidad de manipular la luz a muy pequea escala.
Los paneles solares en el mercado hoy da se componen de clulas hechas de un nico material semiconductor, generalmente silicio. Dado que el material absorbe solo una estrecha banda del espectro solar, gran parte de la energa de la luz del sol se pierde en forma de calor: estos paneles tpicamente convierten menos del 20 por ciento de esa energa en electricidad. Sin embargo, el dispositivo que Atwater y sus colegas tienen en mente poseera una eficacia de al menos el 50 por ciento. Utilizara un diseo que divide de manera eficiente la luz solar, al igual que lo hace un prisma, en entre seis y ocho componentes de longitudes de onda, cada uno de los cuales produce un color de luz diferente. A continuacin cada color sera dispersado a una clula hecha de material semiconductor capaz de absorberlo.
El equipo de Atwater est trabajando en tres diseos. En uno de ellos (en la ilustracin), para el que el grupo ha creado un prototipo, la luz del sol se recoge mediante un comedero metlico reflectante y se dirige a un ngulo especfico en una estructura hecha de un material aislante transparente. Mltiples clulas solares recubren la parte exterior de la estructura transparente, y cada una est compuesta por entre seis y ocho semiconductores diferentes. Una vez que la luz entra en el material, se topa con una serie de delgados filtros pticos. Cada uno permite que un nico color pase a travs de ellos para iluminar una clula capaz de absorberlo; los colores restantes se reflejan hacia otros filtros diseados para permitir que pasen por ellos.
Otro diseo empleara filtros pticos a nanoescala que podran filtrar la luz procedente desde todos los ngulos. Y un tercero utilizara un holograma en lugar de filtros para dividir el espectro. Aunque los diseos son diferentes, la idea bsica es la misma: combinar clulas de diseo convencional con tcnicas pticas para aprovechar de manera eficiente el amplio espectro de la luz solar y desperdiciar mucha menos energa.
An no est claro qu diseo ofrecer el mejor rendimiento, asegura Atwater. Sin embargo, los dispositivos previstos resultaran menos complejos que muchos productos electrnicos existentes en el mercado hoy da, afirma, y confa en que una vez que se fabrique y optimice un prototipo convincente, podra ser comercializado de una manera prctica.
Alcanzar niveles de ultraeficiencia en los diseos solares debe ser un objetivo primordial de la industria, afirma Atwater, ya que actualmente es "el mejor motivo que tenemos" para reducir el coste de la energa solar. Los precios de los paneles solares se han desplomado en los ltimos aos, por lo que seguir centrndose en hacer que sean menos costosos tendra poco impacto en el coste total de un sistema de energa solar. Los gastos relacionados con cosas como el cableado, la tierra, los permisos y la mano de obra hoy da constituyen la gran mayora de dicho coste. Crear mdulos ms eficientes hara que fueran necesarios menos paneles para producir la misma cantidad de energa, por lo que los costes de instalacin de hardware podran reducirse en gran medida. "Dentro de unos aos", seala Atwater, "no tendr ningn sentido trabajar en tecnologa que tenga niveles de eficiencia menores al 20 por ciento".
(construnario.com)
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