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 más electricidad por cada unidad de superficie instalada. Tanta como sea posible.

Por un lado, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) trabajan en un tipo de panel termofotovoltaico que transforma en electricidad tanto la luz visible como también la energía 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 sí se utiliza como fuente de energía, aunque se aprovecha una parte muy pequeña. A escala doméstica se utiliza, en el mejor de los casos, para calentar o precalentar el agua destinada al aseo y a la calefacción, por ejemplo. A escala industrial existen distintos tipos de plantas de energía termosolares que aprovechan el calor del sol. Por ejemplo, plantas energéticas que concentran los rayos solares mediante espejos para producir vapor de agua que se utiliza para mover las turbinas de los generadores eléctricos.

Pero el calor del sol que llega a los paneles solares se disipa en el propio panel y no se aprovecha. Sin embargo, según informan los investigadores a través de MIT News, los paneles termofotovoltaicos, o térmicos y fotovoltaicos, tienen el potencial de proporcionar a igual superficie el doble de electricidad que los paneles convencionales, aquellos que son sólo fotovoltaicos.

Para aprovechar el calor, los investigadores del MIT utilizan cristales fotónicos de tamaño nanométrico a modo de filtro previo superpuesto al panel solar. Se trata de cristales que emiten luz cuando se calientan. El método pasa por capturar toda la energía y el calor que llega desde el sol hasta el panel y transformarla en luz visible haciéndola pasar primero por los cristales fotónicos. La luz visible es la longitud de onda que sí aprovechan los paneles fotovoltaicos. Además, los cristales fotónicos del filtro se pueden configurar para que se iluminen con el color de la luz a la cual cada tipo de panel solar resulta más eficiente.

Sales en la lluvia

Por otro lado, según IEEE Spectrum, "algún día los paneles solares producirán electricidad también cuando esté lloviendo". Se trata de una afirmación atrevida teniendo en cuenta que, actualmente, los paneles fotovoltaicos convencionales reducen significativamente o directamente cesan la producción de electricidad cuando llueve.

Para aprovechar la lluvia como fuente primaria de energía, científicos de la universidad china Océano, en Qingdao, parten del principio de que las gotas de aguan contienen sales en su interior. Esas pequeñas partículas posibilitan la formación de la gota de agua al hacer posible la transición del agua desde su estado gaseoso en la nube al estado líquido que da lugar a la lluvia. "Los investigadores utilizan capas de grafeno de un átomo de grosor que separan los iones con carga positiva de los iones con cargas negativas, formando así algo parecido a un condensador eléctrico" que almacena energía.

Aunque inicialmente la electricidad recuperada con este método es de unos pocos microvoltios, los investigadores continúan indagando cómo sacar provecho de los iones positivos y negativos contenidos en las gotas de lluvia. En la práctica este desarrollo daría lugar a paneles que producirían electricidad en cualquier condición climatológica. Incluso por la noche, si llueve.

El calor del sol sí se utiliza como fuente de energía, aunque se aprovecha una parte muy pequeña

Los intentos por desarrollar materiales que permitan obtener electricidad a partir de la lluvia no son nuevos. Hace ya algunos años un grupo de científicos franceses del centro CEA, en Grenoble, usó vinilo fabricado con un tipo de polímero piezoeléctrico que convertía la energía mecánica de las gotas de lluvia golpeando ese material en una pequeña corriente eléctrica.

Más recientemente, investigadores del Instituto Tecnológico de Georgia, lograron recuperar unos pocos milivoltios de un parabrisas de coche modificado para aprovechar también el efecto triboeléctrico, el fenómeno 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 mínima, de unos 130 milivatios por metro cuadrado de superficie.