Tendencias21

Crean paneles solares que se protegen para combatir las altas temperaturas

Los materiales inteligentes están revolucionando el sector de los colectores solares térmicos. Un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, en Suiza, ha desarrollado un recubrimiento que es capaz tanto de absorber calor, como de repelerlo. Imperceptible para el ojo humano, esta cobertura evita el exceso de producción de energía y el sobrecalentamiento de la instalación. Por Patricia Pérez.

Crean paneles solares que se protegen para combatir las altas temperaturas

Los paneles solares térmicos se utilizan para producir agua caliente y contribuir a la calefacción del hogar. Durante las temporadas más frías toda la energía que absorben es útil.

Sin embargo, en verano, los colectores tienden a acumular un exceso de calor, lo que se origina cuando existe demasiada captación solar en relación al consumo que se hace de la energía obtenida. Cuando esto ocurre los colectores retienen el calor que no se ha evacuado y elevan su temperatura hasta niveles que pueden resultar peligrosos para la instalación.

Para tratar de evitar ese problema, un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, ha desarrollado un material inteligente que cambia sus propiedades en función de la temperatura. Así, en caso de sobrecalentamiento durante el verano, este nuevo material permitiría al colector deshacerse del exceso de energía mediante la radiación de la misma.

La investigación, dirigida por el profesor Andreas Schüler, acaba de publicarse en la revista especializada Solar Energy. Su lanzamiento se sumaría a otros materiales inteligentes integrados ya en otros sistemas de energías renovables, lo que ha contribuido a aumentar tanto la eficiencia ambiental como energética de diseños convencionales.

Dopaje

Como explica la EPFL en un comunicado, los tanques y el resto de elementos del equipo solar tienen que soportar temperaturas muy altas -a veces superan los 80⁰- varias veces durante cada verano. Con el tiempo, el fluido de transferencia de calor se degrada. Los sensores, el aislamiento térmico y la capa absorbente sufren y se vuelven menos eficientes.

Un panel solar «ideal» debe ser capaz de absorber el calor hasta un punto y luego repeler los rayos del sol, como si de un espejo se tratara, para evitar el sobrecalentamiento. «Un espejo no absorbe el calor. Es por eso que las mantas de rescate de montaña tienen un recubrimiento de aluminio. Pero también necesitamos elementos absorbentes», explica Schüler.

El laboratorio de la EPFL se centra en optimizar la temperatura de transición a través de un «dopaje» que se adapta al material. El resultado es un componente inteligente, imperceptible a simple vista, que debe comportarse como un «buen» semiconductor a temperaturas más bajas y como «mal» conductor metálico a temperaturas más altas. «Con una capa de este material sobre un sustrato metálico se puede obtener una superficie con una emisividad térmica baja en estado frío y alta emisividad térmica en uno caliente”, señala el investigador.

Energía en alza

El equipo trabaja específicamente en materiales que son absorbentes en el espectro solar y reflexivos en el rango infrarrojo, una distinción que se puede hacer según la longitud de onda, lo que se conoce como efecto selectivo.

Precisamente la innovación de este proyecto es la combinación exitosa de un efecto selectivo con una función termocrómica, por la cual el color reacciona y cambia con el calor, un cambio de fase que se produce a partir de 68⁰.

Como consecuencia, el nuevo material desarrollado en el laboratorio permite una absorción eficiente de la energía solar, al tiempo que reduce el impacto del recalentamiento.

Actualmente, la Unión Europea es el segundo territorio, tras China, en instalaciones de energía solar térmica. Según un informe de la Comisión Europea sobre la evolución de las energías renovables en la UE publicado recientemente, la solar térmica cubre ya el 17 por ciento de las necesidades de climatización, una cifra que va en alza, aunque tiene un potencial de crecimiento mucho mayor.

Estos datos ponen de relieve los retos y oportunidades aún por explorar para alcanzar los objetivos de 2020, que incluyen compromisos como cubrir al menos un 20 por ciento del consumo total de energía de la UE con energías renovables. De esta forma, se pretende no sólo reducir la dependencia exterior de la UE en su abastecimiento energético, sino también impulsar medidas en la lucha frente al cambio climático.

Referencia bibliográfica:

Antonio Paone, et al. Temperature-dependent multiangle FTIR NIR–MIR ellipsometry of thermochromic VO2 and V1−xWxO2 films.  Solar Energy (2015). DOI: 10.1016/j.solener.2015.05.020
 

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Los astrónomos observan un misterioso glóbulo cometario vagando por el cosmos 27 marzo, 2024
    Utilizando el Telescopio de rastreo VLT (VST) los científicos han producido una imagen impactante de GN 16.43.7.01, un glóbulo cometario situado a 5.000 años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Escorpio. Se trata de pequeñas y débiles nubes interestelares de gas y polvo cósmico, con una forma similar a la de […]
    Pablo Javier Piacente
  • Sería inminente el hallazgo de vida extraterrestre en Europa, una de las lunas de Júpiter 27 marzo, 2024
    Basado en experimentos recientes, un grupo de científicos determinó en un nuevo estudio que un instrumento en particular a bordo de la futura misión Europa Clipper de la NASA, denominado SUrface Dust Analyzer, era tan sensible que probablemente podría detectar signos de vida extraterrestre en granos individuales de hielo expulsados por Europa, la luna helada […]
    Pablo Javier Piacente
  • ¿La criopreservación es el paso necesario para la resurrección moderna? 27 marzo, 2024
    En España hay cinco casos de personas sometidas a criopreservación después de fallecer, a la espera de que la tecnología permita, tal vez, volverlos a la vida en los años 50 de este siglo.
    José Luis Cordeiro (*)
  • Crean un cerebro fantasma en forma de cubo impreso en 3D 27 marzo, 2024
    Investigadores austriacos han desarrollado un modelo de cerebro impreso en 3D basado en la estructura de las fibras cerebrales visibles mediante imágenes de resonancia magnética. Permite estudiar la compleja red neuronal con una precisión sin precedentes.
    Redacción T21
  • El océano se está desgarrando 26 marzo, 2024
    2.000 terremotos en un día en Canadá insinúan el nacimiento de una nueva corteza oceánica frente a la costa de la isla de Vancouver: está a punto de nacer a través de una ruptura magmática en las profundidades del mar.
    Pablo Javier Piacente
  • Simulan una explosión termonuclear en un superordenador 26 marzo, 2024
    Una simulación por superordenador nos brinda nuevos conocimientos sobre el comportamiento de las estrellas de neutrones: al evocar la explosión termonuclear que tiene lugar cuando estos monstruos cósmicos devoran a otra estrella, los investigadores logran avanzar en la comprensión de los fenómenos más extremos que suceden en el cosmos.
    Pablo Javier Piacente
  • Las matemáticas tienen la clave para erradicar el machismo 26 marzo, 2024
    Las matemáticas demuestran que si una parte significativa de las mujeres de una población (superando el límite del 45%) se comporta solidariamente con otras mujeres (como si fuesen hermanas), el machismo se extingue.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)
  • El cerebro nos invita a soñar despiertos y luego nos rescata del ensueño 26 marzo, 2024
    El cerebro dispone de un doble mecanismo que, por un lado, nos inspira la creatividad provocando que soñemos despiertos, y por otro, nos devuelve a la realidad para sacarnos de la divagación inútil.
    Redacción T21
  • Las ondas cerebrales se mueven en direcciones opuestas para crear recuerdos y luego para recuperarlos 25 marzo, 2024
    Los científicos descubrieron que las ondas cerebrales tendían a moverse desde la parte posterior del cerebro hacia el frente mientras las personas guardaban algo en su memoria. Por el contrario, cuando buscaban recordar la misma información, esas ondas se movían en la dirección opuesta, desde el frente hacia la parte posterior del cerebro.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una de las estrellas más antiguas del Universo muy cerca de la Vía Láctea 25 marzo, 2024
    La estrella LMC 119 fue apreciada en la Gran Nube de Magallanes, muy cerca de la Vía Láctea, y es la primera estrella de la segunda generación de formación estelar del Universo que se ha identificado en otra galaxia. Esta estrella, una de las más antiguas en el cosmos descubiertas hasta hoy, proporciona una ventana […]
    Pablo Javier Piacente