Investigadores lograron un récord de eficiencia del 8% en esta variante de la solar que podría revolucionar a las renovables.
En el esfuerzo de aprovechar al máximo cada superficie que recibe energía solar, un grupo de investigadores alcanzó un nuevo récord de eficiencia en vidrios fotovoltaicos: paneles transparentes que generarían energía desde nuestras ventanas y que podrían revolucionar el futuro de las renovables.
Estos vidrios generadores podrían sustituir las ventanas de nuestros autos, de nuestras viviendas, de las fachadas de los edificios comerciales e incluso podrían instalarse en las pantallas de los teléfonos celulares. De esta forma, aumentaríamos el potencial solar de las ciudades, sobretodo de aquellas que no disponen de terrazas o espacios disponibles para captar este recurso.
[ Aseguran que Buenos Aires tiene el doble de recurso solar que Berlín ]
Nuevo récord de eficiencia
Un equipo de investigadores de diversas Universidades de Estados Unidos y China, ya ha logrado un nuevo récord de eficiencia para las células solares transparentes de color neutro. Se viene trabajando hace unos años, donde la eficiencia de las células anteriores fueron del 2-3%. Actualmente se ha alcanzado un 8,1% de eficiencia y un 43,3% de transparencia con un diseño orgánico basado en carbono en lugar del silicio convencional.
Los vidrios de los edificios tienen la característica de presentar un recubrimiento para reflejar y absorber parte de la luz para reducir el brillo y el calor en el interior. En lugar de desperdiciar esa energía, los paneles solares transparentes la aprovechan. Por medio de pequeñas moléculas orgánicas capaces de absorber determinadas longitudes de onda de la luz solar que son invisibles para el ojo humano se puede lograr esta generaciòn solar.
Uno de los propulsores de este tema es Stephen Forrest, Profesor de ingeniería Química y Ciencia de los Materiales que comentan en una nota de la Universidad de Michigan: “Las ventanas, que se encuentran en la fachada de todos los edificios, son un lugar ideal para las células solares orgánicas porque ofrecen algo que el silicio no puede, que es una combinación de una muy alta eficiencia y una muy alta transparencia visible.”
[¿Cuánto cuesta instalar paneles solares en nuestra casa?]
Asimismo, Yongxi Li, científico investigador asistente en ingeniería eléctrica e informática comentó: “El nuevo material que desarrollamos y la estructura del dispositivo que construimos tuvieron que equilibrar múltiples compensaciones para proporcionar una buena absorción de la luz solar, alto voltaje, alta corriente, baja resistencia y transparencia de color neutro, todo al mismo tiempo”.
Los investigadores de la Universidad de Michigan estiman que solo Estados Unidos tiene entre 5 y 7 mil millones de metros cuadrados de superficie de vidrio en la actualidad. Con toda esta superficie de vidrio a cubrir, la tecnología de paneles solares transparentes tiene el potencial de satisfacer alrededor del 40% de la demanda anual de energía del país. Este potencial es casi el mismo que el de la energía solar convencional que se utiliza en techos y terrazas. Si estas dos tecnologías se implementan de manera complementaria, podría ayudar a satisfacer casi el 100% de las necesidades de electricidad de Estados Unidos.
Componentes de la célula solar
El nuevo material es una combinación de moléculas orgánicas diseñadas para ser transparentes en el visible y absorber en el infrarrojo cercano, una parte invisible del espectro que representa gran parte de la energía de la luz solar.
Además, los investigadores desarrollaron recubrimientos ópticos para aumentar tanto la energía generada por la luz infrarroja como la transparencia en el rango visible, dos cualidades que generalmente compiten entre sí.
[Los residuos del futuro: ¿Qué pasará con los paneles solares?]
Las células solares transparentes se miden por su eficiencia de utilización de la luz, que describe cuánta energía de la luz que llega a la ventana está disponible como electricidad o como luz transmitida en el lado interior.
Forrest y su equipo están trabajando en varias mejoras a la tecnología, con el objetivo de alcanzar mayores eficiencias de utilización de la luz con niveles altos de transparencia y extender la vida útil de la celda. También están investigando los aspectos económicos de la instalación de ventanas de células solares transparentes en edificios nuevos y existentes.
Yongxi Li sostiene una muestra de una celda solar transparente. Fuente: Robert Coelius, Michigan Engineering Communications & Marketing
Estado actual
Lo interesante además, es que estos vidrios solares no solo generan energía, sino también generan importantes ahorros en climatización debido a sus cualidades aislantes reduciendo el consumo energético, tal como promueven las empresas Onyxsolar y Ubiqd.
El fabricante europeo Physee ha introducido un producto avanzado llamado Power Window, en el cual ha instalados más de 28.000 metros cuadrados de un edificio de un banco holandes.
También el Instituto Canario Superior de Estudios tiene un sistema de lamas de vidrio fotovoltaico de silicio amorfo integrados verticalmente en la fachada. Se trata de un vidrio triple laminado de casi 3 metros de largo y medio metro de ancho, que cuenta con un grado de transparencia medio y que ha sido combinado con vidrios inactivos, para dotar al edificio de una estética singular.
Entre otros beneficios de este nuevo desarrollo, se encuentran su flexibilidad. Si bien la tecnología se encuentra en una etapa inicial, tendría el potencial de adaptarse a aplicaciones comerciales o industriales aprovechando sus fachadas con un costo asequible. No obstante el costo inicial en la carpintería de la edificación podría llegar a incrementarse, estaría generando suficiente energía para abastecer parcial o totalmente el consumo del edificio.
