Una empresa de reciente creación ha desarrollado un nuevo sistema de refrigeración alimentado con energía solar para almacenar alimentos en zonas rurales de la India donde no llega la red eléctrica. El diseño de Promethean Power Systems es híbrido, ya que incluye compresores de refrigeración convencionales y materiales termoeléctricos semiconductores que convierten la electricidad en frío y viceversa.
Según sus creadores, este dispositivo híbrido será más barato que los refrigeradores usados habitualmente en las zonas rurales de la India, la mayoría de las cuales están alejadas de las redes eléctricas que atraviesan el país. En estos pueblos, la distribución y el almacenado de alimentos se hace en unidades de enfriado que funcionan mediante generadores diesel. Este sistema cuesta unos 12.000 dólares, sin incluir el diesel que necesita el generador.
El ingeniero Sorin Grama y su socio Sam White permanecieron en la India hace un año durante un mes e identificaron un nicho. Los consumidores indios pedían un sistema de enfriado que fuera más barato de mantener.
El diseño de esta empresa, incluido el gasto de los paneles fotovoltaicos, costará lo mismo o menos que las unidades alimentadas con diesel. Sin embargo, lo más importante es que se ahorrarán el gasto del diesel y casi todo el mantenimiento. Según sus cálculos, el compresor junto a los módulos termoeléctricos usan el 20% menos de energía para enfriar lo mismo que el compresor solo.
Tres partes independientes
El diseño incorpora tres partes independientes: paneles fotovoltaicos de silicio, módulos termoeléctricos y un compresor de refrigeración. El sistema de control de Promethean Power Systems dirige los dos componentes de refrigeración para que trabajen juntos para sacar el máximo provecho a los paneles solares.
Por la mañana temprano y al anochecer, cuando la hay menos luz solar, los paneles no generan la suficiente energía como para hacer funcionar el compresor. Pero sí que generan suficiente energía eléctrica para que funcionen los módulos termoeléctricos, lo que ayuda a producir frío hasta que el compresor vuelve a poder funcionar.
Sin embargo, a medio día, cuando los paneles solares están trabajando al máximo de su capacidad, los módulos termoeléctricos usan el excedente de energía que el compresor no necesita para proporcionar una refrigeración adicional.
Esta empresa se fundó el año pasado. Desde entonces, han construido en el laboratorio una nevera con una capacidad de 60 litros. Hace unos días, anunciaron que habían conseguido financiación para construir un prototipo de 500 litros que esperan probar en India en 2009.
¿Por qué compresores?
La empresa había barajado la idea de usar sólo módulos termoeléctricos conectados a paneles fotovoltaicos. En un módulo termoeléctrico, el voltaje aplicado a través del material termoeléctrico situado entre dos placas cerámicas hace que una parte se caliente y la otra se enfría. Sin embargo, los materiales termoeléctricos que se usan en la actualidad, como el bismuto, no son suficientemente eficientes para grandes refrigeradores como el que quieren construir. Por este motivo, combinaron el sistema con compresores.
El profesor de ingeniería mecánica del MIT Gang Chen afirma en Technology Review que la eficiencia de una unidad de refrigeración depende de su tamaño. “La idea de Promethean de combinar unidades termoeléctricas con compresores parece un argumento lógico para incrementar la eficiencia de enfriado en sistemas a escala comercial”, puntualiza.
El prototipo de 60 litros usa módulos de bismuto-tellurido, un semiconductor que es además un material termoeléctrico muy eficiente para refrigeración. Aún así, la empresa no se conforma y está buscando nuevas posibilidades y materiales que mejoren todavía más las propiedades del bismuto-tellurido.
En este sentido, las posibilidades han aumentado mucho en los últimos años. De un tiempo a esta parte, los laboratorios han avanzado en el desarrollo de nuevos materiales termoeléctricos. El profesor Gan Chen presentaba hace poco una investigación en la que había conseguido incrementar la eficiencia del bismuto antimonio tellurido en un 40% usando materiales nanocristalinos.