Tendencias21
Células solares en 3D duplican la producción energética de los paneles

Células solares en 3D duplican la producción energética de los paneles

Un equipo de ingenieros del MIT (Massachusetts Institute of Technology), en Estados Unidos, ha realizado una importante innovación en el terreno de la energía solar, con el diseño de nuevas células solares fotovoltaicas con configuraciones tridimensionales. Este desarrollo permite producir más del doble de energía por área con respecto a las células solares convencionales, además de lograr una potencia de salida que puede ser veinte veces mayor que la obtenida con los paneles planos. Por Pablo Javier Piacente.

Células solares en 3D duplican la producción energética de los paneles

Una nueva etapa en el desarrollo de la energía solar podría ser protagonizada por el aprovechamiento de células solares fotovoltaicas con diseño 3D, una innovación que permite obtener más del doble de la producción energética conseguida con los dispositivos planos utilizados en la actualidad. El avance ha sido realizado por un grupo de ingenieros e investigadores del MIT.

Hasta el momento, la investigación intensiva en todo el mundo relacionada con la energía solar se ha centrado mayormente en mejorar el rendimiento de las células solares fotovoltaicas y en disminuir su coste. Sin embargo, se ha prestado muy poca atención a la optimización de las formas de organización y diseño de las células solares, que normalmente presentan formas planas.

Pero un equipo de ingenieros e investigadores del MIT ha partido de un enfoque muy diferente, y ha desarrollado células solares con configuraciones tridimensionales, con disposición cúbica o en forma de torres. Sorprendentemente, los resultados de las estructuras que se han probado muestran una potencia de salida que puede ser hasta 20 veces mayor que la obtenida con los paneles planos.

Asimismo, la producción energética por área logra como mínimo duplicarse, si se la compara con la generada en los paneles tradicionales, con cifras que superan estos indicadores. El avance ha sido difundido a través de una nota de prensa del MIT, y también en un artículo publicado en el medio especializado Energy and Environmental Science.

Modelos informáticos y pruebas experimentales

Los mayores incrementos en el potencial energético de las células solares se advirtieron en aquellas situaciones donde precisamente las mejoras son más necesarias: en lugares alejados de la línea ecuatorial, en los meses de invierno y en días nublados. Los resultados que dan sustento a esta investigación están basados en modelos informáticos y pruebas de los módulos reales al aire libre.

Según Jeffrey Grossman, líder del grupo de trabajo del MIT, el nuevo concepto podría convertirse en un sector primordial de desarrollo dentro del futuro de la energía solar fotovoltaica. En principio, los ingenieros e investigadores utilizaron un algoritmo informático para explorar una enorme variedad de configuraciones posibles para los paneles y células solares.

De esta forma se creó un software analítico, capaz de probar cualquier configuración dada en virtud de una amplia gama de parámetros, como por ejemplo la latitud geográfica, las estaciones del año o el clima imperante en el lugar donde se operarían las células solares.

Posteriormente, para confirmar las predicciones del modelo informático, se construyeron y probaron tres diferentes disposiciones de las células solares, ubicándolas en el techo de un edificio de laboratorios del MIT durante varias semanas. Es así que se lograron combinar los resultados obtenidos con los modelos teóricos y los alcanzados en la fase experimental.

Células solares en 3D duplican la producción energética de los paneles

Costes y rentabilidad: el desafío

Aunque el coste de la energía generada por estos módulos 3D es mayor que el registrado en la producción energética de los paneles planos convencionales, el gasto se lograría equilibrar gracias al incremento en la generación de energía por área utilizada, además de la obtención de una potencia de salida mucho más uniforme, tanto a lo largo del día como en las diferentes estaciones del año o frente a variaciones climáticas.

Al mismo tiempo, al obtener una potencia de salida más predecible y uniforme, la integración con la red eléctrica de los paneles solares sería mucho más sencilla que la obtenida actualmente con los sistemas convencionales. La razón básica para la mejora en la producción de energía es que las superficies de las estructuras 3D pueden recoger en mayor medida la luz solar en los momentos más complejos, como por ejemplo en las tardes o durante el invierno.

Según los especialistas, este tipo de innovaciones presenta actualmente un escenario favorable, ya que las células solares se han vuelto más económicas que las propias estructuras de soporte y cableado y que los procesos de instalación. A medida que el coste de las células continúe disminuyendo más rápidamente que los restantes procesos, las ventajas de los sistemas 3D se incrementarán en la misma magnitud.

En la actualidad, hasta un 65% del coste de la energía solar fotovoltaica está asociado a la instalación de los sistemas, el permiso para el uso de la tierra y otros componentes y estructuras, además de las propias células. Las opciones de diseño 3D en los dispositivos fotovoltaicos podrían proporcionar beneficios significativos en términos de captación de la luz solar en diferentes ángulos. El reto, sin embargo, es llegar a producir en masa estos elementos de una manera rentable.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Descubren un extraño objeto en forma de espiral vagando por el centro de la Vía Láctea 20 junio, 2022
    Un misterioso objeto, ubicado a 26.000 años luz de la Tierra y parecido a una pequeña galaxia con forma de espiral, fue identificado girando alrededor del centro galáctico: según los astrónomos, un cuerpo intruso que invadió el disco de gas y polvo en el que se formó una estrella hace miles de años la transformó […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un abismal agujero negro devora cada segundo un "bocado" de materia del tamaño de la Tierra 20 junio, 2022
    Los astrónomos han detectado el agujero negro más brillante y de más rápido crecimiento que ha existido en los últimos 9 mil millones de años. La gigantesca estructura cósmica es 3 mil millones de veces más masiva que el Sol y cada segundo se traga un trozo de materia del tamaño de la Tierra.
    Pablo Javier Piacente
  • Crean un gato robot que persigue y caza a un ratón robot 20 junio, 2022
    Un juego robótico del gato y el ratón muestra cómo chips de IA inspirados en el cerebro, con escaso consumo de energía, pueden aplicarse a la conducción autónoma, a la Internet de las cosas y a los dispositivos para el hogar inteligente.
    Redacción T21
  • Los neutrinos siguen intrigando a los físicos 20 junio, 2022
    Un nuevo experimento con neutrinos no solo sugiere que existe una partícula elemental todavía desconocida, sino también que el Modelo Estándar está caducado. Esa hipotética nueva partícula formaría parte de la materia oscura y explicaría por qué existe más materia que antimateria.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Descubren que los perros también tienen “ideas” 19 junio, 2022
    Una investigación revela que los perros pueden tener ideas de los juguetes que conocen y que son capaces de reconocerlos entre muchos objetos, ya sea en la luz o en la oscuridad, gracias a esa imagen mental.
    Redacción T21
  • Identificados en Asia Central los orígenes de la Peste Negra que asoló Europa en la Edad Media 18 junio, 2022
    En el corazón del actual Kirguistán, en Asia Central, dientes grabados y lápidas cuentan la historia de la aparición de la bacteria Yersinia pestis , ocho años antes de que la peste negra diezmara a la mitad de Europa.
    Efe/T21
  • Diseñado el primer mapa del nuevo punto más profundo del Océano Austral 17 junio, 2022
    Los investigadores han publicado el mapa más preciso del Océano Austral de la Antártida, incluyendo a su nuevo punto más profundo, denominado "Factorian Deep" y ubicado a 7.437 metros bajo la superficie del mar. Factorian Deep fue descubierto en 2019: descansa a una profundidad equivalente a unos 17 Empire State Buildings apilados de arriba a […]
    Pablo Javier Piacente
  • China cree que ha podido detectar una civilización alienígena a 473 años luz del Sistema Solar 17 junio, 2022
    A partir de su enorme telescopio "Sky Eye", astrónomos chinos habrían captado rastros de señales de una civilización alienígena distante. Sin embargo, los científicos dicen que sus hallazgos son preliminares y deben tomarse con precaución, hasta tanto se complete el análisis. Más allá de esto, la noticia causó una enorme repercusión a nivel global.
    Pablo Javier Piacente
  • Crean por primera vez ondas de materia eternas 17 junio, 2022
    Físicos de la Universidad de Ámsterdam han logrado por primera vez crear ondas de materia continuas en un condensado de Bose-Einstein: permiten que un láser produzca un haz de materia eterna.
    UVA/T21
  • El magma del volcán de La Palma es uno de los más fluidos de la Tierra 17 junio, 2022
    El magma del volcán de la isla de la Palma es de los menos viscosos de la Tierra, según una investigación de la Universidad de Mainz en Alemania. Excepcionalmente fluido, recorrió kilómetros en solo unas horas y llegó hasta el mar, sembrando tanta destrucción como la de un magma espeso.
    N+1/T21