Es estimulante ver el número de innovaciones solares que se van produciendo. Algunas en la forma de dispositivos móviles y aplicaciones. Otras prometen empujar a la energía solar a una posición en la que un día podría reemplazar a los combustibles fósiles. Hoy os presentamos cinco de estas innovaciones.

1. El SolarKindle

Uno de los productos que más revuelo levantó en el último Consumer Electronics Show (CES) es una funda para el Kindle (el lector electrónico de Amazon) desarrollada por Solar Focus. Con solo una hora de luz solar, el SolarKindle almacena suficiente energía para hacerlo funcionar durante tres días. Aún más, la publicidad dice que en condiciones de luz solar normal, el Kindle puede mantenerse funcionando durante meses. Toda la energía que necesita puede obtenerla del sol.

2. La Hoja Artificial del MIT

El investigador del MIT Daniel Nocera ha desarrollado lo que él llama la Hoja Artificial, una potente tecnología de almacenamiento de energía que imita con éxito la fotosíntesis natural. En una función muy similar, la ‘hoja’ usa la energía solar para dividir la molécula de agua en oxígeno e hidrógeno. Estos gases pueden almacenarse y alimentar una pila de combustible y hacer posible vivir sin conexión a la red. No sólo eso, Nocera afirma además que su hoja es 10 veces más eficiente que el proceso natural. Nocera ha fundado su propia empresa, Sun Catalytix, para desarrollar productos que un día puedan suministrar electricidad en los hogares del tercer mundo. En los próximos años veremos aparecer las primeras aplicaciones y soluciones comerciales.

3. La posición del Loto

En parte estación de recarga para vehículos eléctricos, en parte farola solar LED, Lotus (loto) es una estructura que nos recuerda la forma de una hoja de loto gigante. El arquitecto italiano Giancarlo Zema y el equipo de Luminexence son responsables de este diseño polifacético. Se trata de un diseño modular y escalable, una sola hoja puede generar hasta 500 vatios de electricidad. Hojas más grandes pueden producir hasta 2,8 kw y utilizarse en parkings para muchos vehículos.

4. Las tejas solares Dow Powerhouse

Es difícil no referirse a las tejas solares de Dow Chemical en cualquier lista de innovaciones solares. Si todavía no has oído hablar de ‘integración arquitectónica’, retén el término porque en el futuro te va a sonar mucho. Lo que hace interesante estas tejas con células solares de capa delgada (thin film) es que se colacan fácilmente sobre las actuales en la cubierta y reemplazan a las tejas de asfalto típicas. Las tejas Powerhouse llegarán al mercado estadounidense a finales de este año.

5. El túnel solar de Bélgica

En una línea de tren de alta velocidad en Bélgica, se han instalado 16.000 paneles solares sobre la cubierta de un túnel de 3,2 km. Se trata de la primera vez en la historia que una infraestructura ferroviaria generará electricidad limpia. Esa energía ahora se usa para señalizar, iluminar y climatizar estaciones en la ruta entre Antwerp y Amsterdam, haciendo del tren una forma más limpia si cabe de transporte y mucho más sostenible. Los paneles han sido instalados en colaboración con los ayuntamientos de los municipios, el desarrollador solar Enfinity y la empresa instaladora Solar Power Systems. Se espera que produzcan 3.000 MW hora anuales, suficiente para cubrir la demanda de 950 hogares.

Vía :: CleanTechnica

Kodak, con verdaderos problemas financieros (acaba de declararse en bancarrota), anuncia que abandonará la fabricación de películas fotográficas para comenzar partiendo de cero en un nuevo campo, el de la energía solar.

El fabricante de cámaras y películas espera reutilizar su actual maquinaria para producir células solares de capa delgada (thin film).

Kodak está trabajando con Natcore Technology para desarrollar y producir paneles flexibles hechos con nanotubos capaces de alcanzar las marcas de eficiencia del silicio. Las células solares de capa delgada no han encontrado su hueco en el mercado precisamente por esa diferencia con las células de silicio, pero la distancia se está acortando.

Si Kodak logra esas mejoras en la eficiencia de las células dispondrá de dos ventajas importantes que lo diferenciarán del resto de fabricantes: el coste y su experiencia. Kodak podría reutilizar sus equipos actuales para producir células solares partiendo los costes por la mitad.

Será una transición complicada para la empresa, pero si lo consiguen, puede suponer una mejora considerable para la tecnología de los paneles solares flexibles.

Vía :: EcoGeek | MIT Tech Review

Investigadores de una start-up de Maryland (EEUU) centrada en la energía, han informado de un importante avance que permitirá revestir algún día las fachadas acristaladas de los edificios con una capa translúcida capaz de generar electricidad renovable.

Ventanales revestidos con esta tecnología podrían generar electricidad limpia y renovable tanto de la luz solar como de la iluminación artificial, por ejemplo de los tubos fluorescentes.

New Energy Technologies está refinando su tecnología para adaptar su capa de plástico fotovoltaico a las cristaleras convencionales de los edificios. Mediante un proceso propietario que la empresa llama SolarWindow, logran producir un plástico solar bajo condiciones de baja presión y temperatura ambiente. (Aquí puedes leer una reseña del producto publicada por el Instituto Americano de Física.)

New Energy Technologies no está sola en el mercado, la empresa noruega EnSol AS está realizando algo similar que, además de aplicarse a los cristales, puede adherirse también a las fachadas. Otros potenciales competidores son el fabricante chino Chin Hua y Pythagoras Solar (que recubrió en marzo pasado los ventanales sur de la planta 56 de la Torre Willis de Chicago con unidades de alta densidad fotovoltaica y una potencia de 2MW), ambos fabricantes de cristal fotovoltaico.

Vía :: SmartPlanet

Investigadores del Empa (laboratorio suizo de investigación) han batido un nuevo récord en la eficiencia de las células solares de capa delgada. Las células flexibles, hechas de cobre-indio-galio-selenio (CIGS),  han logrado una eficiencia de conversión del 18,7%.

El récord anterior del 17,6% se consiguió hace un año (por el mismo grupo de investigadores). Esto supone una mejora del 6% en un solo año. Aunque no sea indicador de una gran tendencia, siempre es un desarrollo positivo.

Otros tipos de células solares presentan eficiencias más altas, pero la importancia de la eficiencia de las thin film está muy relacionada con su bajo coste de fabricación. Las células solares de capa delgada son baratas de producir y además, por su flexibilidad, pueden instalarse en cualquier sitio. Las células de capa delgada ofrecen, posiblemente, la mejor posibilidad para conseguir electricidad más barata que con el carbón.

Vía :: EcoGeek

La empresa HyperSolar ha desarrollado un panel solar flexible que utiliza la tecnología fotónica para separar y conducir la luz a las zonas que más interesan, incrementando la eficiencia de los paneles solares. El uso de esta película, en lugar de la tradicional que llevan los paneles solares flexibles, puede mejorar la eficiencia de los mismos en un 300%.

Mediante esta nueva y eficiente tecnología, el coste de una instalación solar fotovoltaica podría reducirse a la mitad, acortándose también el periodo de retorno de la inversión.

“Usando HyperSolar en la capa superior, los fabricantes podrán utilizar menos células en la producción de los paneles, abaratándose el coste por vatio de electricidad“, dice HyperSolar. “Creemos que será una manera revolucionaria de fabricar paneles solares.”

HyperSolar basa su invención en cuatro innovaciones:

• Micro concentradores – Una matriz de pequeños y eficientes concentradores solares recogen el máximo de luz solar diurna desde un amplio margen de ángulos, sin requerir de mecanismos de seguimiento.
• Enrutamiento fotónico de la luz – Una innovadora red fotónica, integrada debajo de los concentradores, transporta la luz desde los puntos de recolección a los puntos de producción en la base. Se trata de una capa muy fina.
• Separación fotónica de la luz – La separación de la luz en diferentes rangos del espectro se consigue mediante la aplicación de técnicas innovadoras aplicadas a la red fotónica, que dirigen la luz a los diferentes tipos de células en la base.
• Gestión del calentamiento – Las células solares sólo absorben parte del espectro de luz para producir electricidad, el resto de la luz no aprovechada se transforma en calor, lo que degrada el rendimiento de las células. La tecnología HyperSolar filtra y refleja parte del espectro de luz no utilizada, enviando el máximo de luz aprovechable al interior y evitando, por tanto, el sobre calentamiento.

Una tecnología muy prometedora ¿no te parece?

Vía :: CleanTechnica

Hace unos años, en 1991, el profesor Michael Graetzel (Politécnica de Lausana) inventó lo que se ha dado a conocer como ‘Célula Graetzel‘, una célula solar no-fotovoltaica compuesta por una fina capa de dióxido de titanio, cristal y un spray de frutas capaz de absorber la luz solar como la clorofila de las plantas verdes.

El profesor suizo ha continuado desarrollando su ‘fotosíntesis artificial‘, que no requiere de un costoso proceso de fabricación y la semana pasada ha recibido el premio de Millennium Technology Award, dotado con un millón de dólares. Así plantea su visión de la vida, desconectados de la red:

Graetzel, Director del Laboratorio de Fotónica e Interfaces de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, dice que sus células son asequibles, flexibles y transparentes. Pueden utilizarse en ventanas, dejando entrar la luz o en el mobiliario, como una lámpara, que no necesitaría estar enchufada a la red.

Las células sensibilizadas mediante tinte (dye-sensitive solar cell o DSC), de naturaleza orgánica, ofrecen una alternativa de bajo coste a la tecnología fotovoltaica basada en silicio. (La Tierra recibe un promedio de 81.000 teravatios de energía procedente del Sol, cinco mil veces la cantidad que necesitamos. La cuestión está en cómo atraparla).

El óxido de titanio es un mineral abundante, renovable y no tóxico que absorbe la radiación UV y libera electrones. Aunque la eficiencia de conversión (de la luz solar en electricidad) sea menor que el silicio, la relación precio-rendimiento sigue siendo eficiente comparada con la de los combustibles fósiles.

Otros investigadores también están desarrollando tintes con frutos, como los de la Universidad de Quebec (Montreal) y están dando pasos importantes hacia la fabricación en masa con fines comerciales.

El premio Millennium Technology de la Academia de Finlandia está dedicado a retribuir a los inventores por sus aportaciones a la mejora de nuestras condiciones de vida mediante innovaciones tecnológicas.

A Graetzel se lo han dado “como importante contribuidor al escenario diverso de las energías renovables. Las células Graetzel tendrán un importante papel en el desarrollo de las soluciones a gran escala y bajo coste de las energías renovables“.

Vía :: Treehugger

Investigadores del MIT han podido imprimir células solares de capa delgada (thin film) sobre papel. La técnica empleada es muy similar a la que se usa en una impresora de inyección de tinta convencional.

El descubrimiento podría revolucionar la forma en como  se construyen e instalan los paneles solares y deja la puerta abierta para que el proceso se extienda a otros soportes como láminas de metal o plástico.

Utilizando unos tintes basados en carbono y con una eficiencia de sólo el 1,5%, no se puede decir que los paneles solares de papel sean el no-va-más de la eficiencia, al menos si se comparan con otros paneles de capa delgada cuya máxima eficiencia para convertir la luz solar en electricidad ya es del 20%.

Comparado con los paneles convencionales de silicio cristalino, la tecnología de capa delgada resulta más eficiente cuando las condiciones ambientales no son las ideales (cielo cubierto, nieblas, etc) sin hablar de la mayor ligereza, menor precio y facilidad de instalación sobre casi cualquier superficie.

“Si puedes usar una grapadora para instalar un panel solar, eso tiene mucho valor”, dice Vladimir Bulovic, director del Eni-MIT Solar Frontiers Research Center.

Bulovic estima que si el 0,3% de la superficie de EEUU estuviera recubierta por paneles solares fotovoltaicos con una eficiencia del 10%, la energía eléctrica obtenida sería tres veces la que se necesitaría, incluyendo la destinada a recargar los coches eléctricos.

Es muy interesante el avance realizado, aún a sabiendas de que habrá que esperar una década para que esta tecnología madure y entre en el mercado.

Vía :: Treehugger | CNET

Micro ultracapacitor: imagen microscópica de un electrodo condensador de alta capacidad en una lámina delgada de carbono de unos 50 micrómetros de lado. El zigzag se encuentra en la región porosa que es la parte activa del dispositivo. (Min Heon)

Los dispositivos de almacenamiento de energía llamados condensadores de alta capacidad (ultracapacitores) pueden ser recargados muchas más veces que las baterías, pero la energía total que pueden almacenar es limitada. Eso significa que estos dispositivos son muy útiles para producir ráfagas de gran intensidad, pero no para proporcionar energía durante periodos largos de tiempo como requiere un ordenador portátil o un motor.

Ahora, investigadores de la Drexel University de Filadelfia han demostrado que es posible usar técnicas tomadas de la industria del microchip para fabricar “thin-film condesadores de alta capacidad” que pueden almacenar tres veces más energía por volumen que los ultracapacitores convencionales. Y aunque sigue siendo insuficiente en comparación con las baterías, permite su uso en multitud de aplicaciones sin necesidad de ser reemplazados.

Podrían utilizarse, por ejemplo, en la fabricación de chips RFID, en chips usados en relojes digitales donde ocuparían menos espacio que las pilas convencionales… Podrían también colocarse en el reverso de células solares, tanto móviles como en instalaciones fijas, almacenando la energía generada durante el día.

Un condensador de alta capacidad es una fuente de energía que tiene virtualmente una vida ilimitada, dice Yury Gogotsi, profesor ciencia de materiales e ingeniería en Drexel, que dirige el desarrollo de láminas delgadas ultracapacitoras. “Podrían tener más duración que cualquiera de los otros dispositivos electrónicos, sin tener que ser reemplazados nunca“. Mientras las pilas de almacenamiento basadas en reacciones químicas se degradan con el tiempo, los condensadores trabajan transfiriendo las cargas a la superficie, lo que significa que pueden cargarse y descargarse rápidamente y como los materiales no están involucrados en ninguna reacción química, el ciclo puede repetirse miles de veces. Los investigadores han empezado a desarrollar condensadores de alta capacidad en lámina delgada, pero aún hay que superar algunas dificultades relacionadas con la energía total almacenada con los métodos de fabricación usuales.

El grupo de Gogotsi utiliza un método para lograr un vacío alto llamado “deposición química de vapor“  para crear láminas delgadas de carburos metálicos como el carburo de titanio sobre la superficie de una oblea de silicio. Después se retira el titanio mediante cloración quedando una superficie porosa de carbón. En cada lugar dejado por los átomos de titanio queda un pequeño poro. “La lámina es como una esponja molecular en la que el tamaño de cada poro es igual al de un simple ión“. Eso significa que cuando se usa como almacén material de carga en un ultracapacitor, las láminas de carbón pueden acumular una gran cantidad de carga en su superficie. Los investigadores de Drexel completan el dispositivo añadiendo electrodos metálicos para el intercambio de cargas con la superficie y un electrolito líquido que transporte dichas cargas. El comportamiento del dispositivo es mejor cuando el grosor de la lámina es de unos 50 micrómetros, aproximadamente el de un cabello humano.

Aunque el informe del comportamiento de estas nuevas láminas aparece ahora en Science, los investigadores de Drexel desarrollaron el material ultracapacitor hace ya unos años. Los ultracapacitores convencionales están hechos con polvo de carbón activo. Estos polvos pueden usarse para fabricar grandes láminas delgadas. Otros grupos han desarrollado thin-film ultracapacitores imprimibles basados en nanotubos de carbono que, según Gogotsi, pueden almacer muchas más cargas.

En teoría, sigue Gogotsi, no hay límite de tamaño que las láminas pueden tener usando estos métodos, utilizados por la industria solar y la de visores para fabricar paneles de nueve metros cuadrados, porque las películas de carbono son delgadas y pueden ser hechas a bajas temperaturas (unos 200º), por lo que podrían integrarse en dispositivos electrónicos flexibles.

Fuente : Technology Review

Científicos del Instituto de Tecnología de California han encontrado la manera de construir un panel solar con las siguientes características deseables: 1) Muy buenos absorbiendo la luz, 2) Hechos prácticamente de plásticos, con muy poca cantidad de semiconductor y 3) Muy flexibles. ¿Cómo lo han logrado?

A escala microscópica, la superficie de las células solares se parece mucho a la de otros paneles diseñados también con nano cables, salvo que los materiales utilizados no tienen nada que ver con el exótico fosfuro de indio y galio, sino que están hechos casi totalmente de plástico y con muy poca cantidad de silicio (2% silicio, 98% polímero).

Esta estructura se comporta muy bien absorbiendo la luz (tiene una enorme superficie para atrapar fotones):

“Esas células solares han traspasado por vez primera los límites convencionales de absorción de luz por parte de los materiales”, dice Harry Atwater, profesor de física aplicada y ciencia de materiales. Estos límites se refieren a cuánta cantidad de luz es capaz de absorber un determinado material. Una matriz de nano hilos de silicio es capaz de absorber hasta el 96% de la luz incidente de una determinada longitud de onda y un 85% de todo el espectro de la luz solar. Hemos sobrepasado la capacidad de las micro estructuras ópticas desarrolladas con anterioridad.”

Parte de la explicación del porqué esas células absorben tanta luz está en la imagen superior. Cada nano hilo de silicio (entre 30 y 100 micras de longitud y 1 de diámetro) es una célula solar en sí mismo y la luz que no es capaz de absorber es reflejada hacia otros hilos.
La flexibilidad de los paneles es otra característica importante puesto que pueden fabricarse en rollos, reduciendo los costes de producción si se compara con los paneles no flexibles.

De momento solo han creado unos pocos centímetros cuadrados de este material, aunque Caltech se prepara para una nueva demostración, esta vez con un panel de tamaño similar al de los paneles convencionales y con mayor voltaje de salida.

¿Veremos pronto estos paneles peludos en nuestros tejados?

Vía :: Treehugger

Investigadores de IBM han publicado un artículo en la revista  Advanced Materials sobre un hallazgo prometedor en tecnología solar. ¿En qué puede diferir de la tecnología actual basada en silicio o de capa delgada fina (thin film)?

Lo más importante es que los materiales son muy abundantes, pueden encontrarse en grandes cantidades, son relativamente baratos de obtener, la tecnología es fácil de producir a gran escala y podrían abaratar el mercado de la energía solar fotovoltaica.

Visión ampliada de un corte transversal del compuesto Cu2ZnSn(S,Se)4 (IBM)

La capa que absorbe la luz solar está hecha de cobre (Cu), estaño (Sn), zinc (Zn), azufre (S) y selenio (Se). Estos son mucho más abundantes que los compuestos basados en CIGS (cobre, indio, galio y selenio), la tecnología más usada en las capas finas actuales.

Otra buena noticia es que la “eficiencia de conversión del 9,6%, ha resultado un 40% más alta que en intentos anteriores de crear una célula solar con materiales similares.” Y solo se trata del principio. Se esperan importantes mejoras en la conversión en futuros ensayos.

IBM dice que “no está pensando en fabricar tecnología solar, sino que está abierta a la colaboración de fabricantes de células a los que invita a que prueben esta tecnología.” Esperamos impacientes conocer los primeros resultados fuera laboratorio.

Vía :: Treehugger