Recolectando energía solar en tres dimensiones

Investigadores del MIT ha diseñado un panel solar en una estructura en 3D capaz de recolectar hasta 20 veces más energía solar que los paneles convencionales.

Las celdas solares actuales son básicamente placas fotovoltáicas que pueden recolectar la energía solar a la que son expuestas y convertirla en energía eléctrica. El problema es que, al ser planas, pierden eficiencia cuando el ángulo de incidencia de la luz solar no es perpendicular.

Para resolver este detalle se han hecho varias propuestas. Desde unos girasoles gigantes que persiguen al Sol, hasta unas esferas que recolectan la luz solar a tal punto que pueden aprovechar la luz que refleja a luna. Pero este nuevo enfoque ha tomado una idea ganadora del Young Naturalist Awards del 2011, donde un niño usó la sucesión de Fibonacci para distribuir los paneles solares de forma similar a como los árboles distribuyen sus hojas, y la han mejorado, incrementando el 50% adicional obtenido originalmente por el chico, a veinte veces más eficiencia.

Explorando una variedad de configuraciones 3D usando un algoritmo de computadora y probándolas bajo diferentes latitudes, estaciones y clima, fueron capaces de construir tres módulos diferentes en 3D para los paneles solares. Estos fueron analizados en el laboratorio del MIT, y los investigadores midieron su rendimiento. Estas configuraciones 3D dieron como resultado un aumento en la potencia de salida que van desde doble hasta más de 20 veces mayor que la de un panel solar plano con la misma área.

Los paneles, construidos de forma vertical, fueron capaces de recoger más luz solar cuando el sol está más cerca del horizonte y generar una salida más uniforme en el tiempo. Esta uniformidad se mantuvo cuando cambiaban las estaciones e inclusive cuando partes de los paneles fueron bloqueados por las nubes o sombras.

Los investigadores dicen que este aumento de la uniformidad podría superar uno de los mayores obstáculos que enfrenta la energía solar, la previsibilidad de suministro de energía eléctrica, que en la actualidad hace que sea difícil la integración de fuentes de energía solar a la red.

La construcción de estos nuevos paneles 3D resultó ser más costosa que la de un panel tradicional, pero los investigadores esperan que, a largo plazo, los resultados obtenidos sean suficiente para justificar el incremento en el precio. Además, el precio de fabricación de cedas solares ha ido disminuyendo considerablemente con el tiempo, por lo que es bastante posible que, en un futuro no muy lejano, esta configuración se vuelva más accesible de lo que es ahora. Además, según informan, esta configuración, hecha enteramente de silicio, se podría hacer en una impresora 3D, lo que podría fácilmente masificar su producción.

Incluso hace 10 años, esta idea no habría sido económicamente justificada porque el costo de los módulos es bastante elevado, pero ahora, el coste de las células de silicio es una fracción del costo total, una tendencia que continuará a la baja en un futuro próximo.

Jeffrey Grossman, Líder del estudio en MIT

Este es otro de los muchos proyectos que buscan impulsar las energías renovables. Cada día, el cambio climático se hace más evidente, y sabemos que el principal causante es la quema de combustible fósil. La idea es, en un futuro, dejar de depender de este tipo de energía y pasarnos a energías renovables. Es un cambio que nos agradecerán nuestros hijos y el planeta.

Fuente: Futurism