¿Podemos desarrollar paneles solares que funcionen de noche?€ €

¿Podemos desarrollar paneles solares que funcionen de noche?

La principal limitación de las tecnologías de energía renovable es su intermitencia. A veces producen energía más que suficiente para satisfacer nuestras necesidades, pero esto depende mucho de las condiciones climáticas y de luz que están fuera de nuestro control. Estos períodos de intensa producción de energía no siempre coinciden con los momentos en los que necesitamos más energía. En ningún caso esto es más pronunciado que el de los sistemas solares fotovoltaicos (Solar PV). Los paneles solares producen mucha energía cuando brilla el sol, pero no funcionan por la noche cuando necesitamos energía para la iluminación y la calefacción de espacios.

Varios investigadores están trabajando en el diseño de alternativas a los paneles solares que producirán energía durante los períodos en que más se necesitan. Se han adoptado varios enfoques diferentes para capturar una gama más amplia de energía que la que actualmente obtienen las células solares. Si bien aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo, estas tecnologías muestran un gran potencial una vez que se perfeccionan.

Un estudio ^{[1, 2, 3]} ha demostrado que se pueden producir células solares de alta eficiencia imprimiendo nanoantenas en láminas de material flexible. Estos están diseñados para absorber energía en la región infrarroja del espectro. Al hacer coincidir el tamaño de la antena con la longitud de onda de la radiación infrarroja (alrededor de 1-100 μm), pueden convertir la radiación infrarroja en corriente eléctrica. El infrarrojo es un componente importante de la luz solar, pero también lo emite cualquier superficie cálida. En consecuencia, la Tierra continúa emitiendo radiación infrarroja después de la puesta del sol.

Otra tecnología que algún día podría utilizarse para aprovechar este flujo de radiación infrarroja es el recolector de energía emisiva (EEH). ^[4]. Los investigadores que desarrollan esta tecnología estiman que hasta 10¹⁷ La Tierra emite constantemente W de energía en forma de radiación infrarroja. Describen un panel que apuntaría al cielo, emitiendo radiación infrarroja, en el rango de longitudes de onda donde la atmósfera es mayormente transparente. Su estudio sugiere que el «desequilibrio entre la radiación entrante y saliente se puede convertir en un desequilibrio en el movimiento de los electrones, es decir, en energía eléctrica útil». ^[4]

Los paneles EEH requerirían un cielo despejado, ya que las nubes bajas reducirían el flujo de calor del que dependen, pero el sistema podría funcionar durante el día o la noche siempre que no haya demasiadas nubes. Este sistema aún se encuentra en la etapa más temprana de desarrollo, pero se ha demostrado que es termodinámicamente posible. Pasará mucho tiempo antes de que veamos estos paneles en nuestros techos, pero tienen el potencial de revolucionar la forma en que se genera la energía renovable.

Referencias

1. Kotter, D., Novack, S., Slafer, W. y Pinhero, P. (2010). Teoría y Procesos de Fabricación de Colectores Electromagnéticos de Nanoantenas Solares. COMO YO. J. Sol. Ing. Energía, 132(1), 011014–011014. .

2. Inhabitat.com

3. Autoridad de Energía Solar

4. Byrnes, SJ, Blanchard, R. y Capasso, F. (2014). Cosecha de energía renovable de las emisiones del infrarrojo medio de la Tierra. Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América, 111(11), 3927–3932.

Crédito de la imagen: Departamento de Energía Solar Decathlon a través de Flickr