Los paneles solares ganan cada vez mayor popularidad, debido a que aprovechan una fuente de energía ilimitada que no contamina: la luz del sol. Pero la alternancia entre el día y la noche hacen que el suministro no sea continuo. Un grupo de investigadores ha presentado un panel «antisolar» que podría contribuir a solucionar este problema.
El prototipo, presentado en la revista Joule, consiste en un dispositivo de bajo coste, que aprovecha el calor que el suelo radia por la noche para generar electricidad.
Un principio simple
Por el momento, es capaz de hacer brillar una bombilla LED. Una versión más grande de este generador nocturno podría algún día iluminar habitaciones, cargar teléfonos o alimentar otros dispositivos electrónicos. Podría ser utilizado inclusive en áreas remotas o de bajos recursos que carecen de electricidad, por la noche cuando los paneles solares no funcionan.
El núcleo de dispositivo es un generador termoeléctrico, que produce electricidad cuando un lado del generador está más frío que el otro. El lado del generador que mira hacia el cielo está unido a una placa de aluminio sellada debajo de una cubierta transparente y rodeada de aislamiento para mantener el calor afuera. Esta placa se mantiene más fría que el aire ambiente al eliminar el calor que absorbe como radiación infrarroja. Esa radiación puede atravesar la cubierta transparente y la atmósfera hacia el sumidero frío del espacio exterior. Así lo explicaron los investigadores.
Mientras tanto, la parte inferior del generador está unida a una placa de aluminio expuesta que el aire ambiente calienta continuamente. Por la noche, cuando no se expone a los rayos del sol, la placa superior puede enfriarse un par de grados Celsius más que la parte inferior del generador.
Online now: Generating Light from Darkness https://t.co/TXri0dAqQ2 #energy
— Joule (@Joule_CP) September 12, 2019
Un inicio prometedor
El ingeniero Wei Li de la Universidad de Stanford y sus colegas probaron un prototipo del dispositivo de 20 centímetros en una clara noche de diciembre en Stanford, California. El generador produjo hasta unos 25 milivatios de potencia por metro cuadrado de dispositivo, suficiente para encender una bombilla LED. El equipo estima que otras mejoras de diseño, como un mayor aislamiento alrededor de la placa superior fría, podrían aumentar la producción a por lo menos 0,5 vatios por metro cuadrado.
Una bombilla de lámpara típica podría consumir unos pocos vatios de electricidad, dice Shanhui Fan, un ingeniero eléctrico de la Universidad de Stanford que trabajó en el dispositivo. Por lo tanto, un dispositivo que ocupara unos pocos metros cuadrados de espacio en el techo podría iluminar una habitación con energía del cielo nocturno.
Aaswath Raman, científico e ingeniero de materiales en UCLA, también prevé utilizar el generador de su equipo para ayudar a alimentar estaciones meteorológicas remotas u otros sensores ambientales. Esto puede ser especialmente útil en regiones polares que no ven la luz solar durante meses, dice Raman. «Si tiene una carga de baja potencia y necesita alimentarla durante tres meses de oscuridad, esta podría ser una forma».
Según los autores del estudio, el dispositivo puede ser aumentado de tamaño con facilidad para su uso práctico e incluso ser fabricado a partir de tecnología barata ya existente. Aunque de momento se puede producir poca electricidad, consideran que se puede aumentar 20 veces su potencia modificándolo y usándolo en un clima más cálido y seco.
How an Indian-origin scientist is harnessing darkness to create light https://t.co/fCQYPLrc8b pic.twitter.com/xxIJmhxlCY
— The Times Of India (@timesofindia) September 16, 2019
Dispositivo de fácil fabricación
El dispositivo está compuesto por una carcasa de poliestireno recubierto de plástico (PET o tereftalato de polietileno) aluminizado, que actúa como aislante térmico. El conjunto se protege con una cubierta de plástico transparente a la radiación infrarroja y se coloca sobre una mesa a un metro del nivel del suelo.
En la parte inferior, cuenta con un radiador de aluminio que capta el calor del aire circundante. Luego, lo libera al cielo nocturno a través de una placa de aluminio pintado de negro. Al conectarle un módulo termoeléctrico, los investigadores consiguen iluminar un LED, llegando a un rendimiento de 25 miliwatios por metro cuadrado.
Los investigadores aseguran que el dispositivo tiene el potencial de generar pequeñas cantidades de energía mediante enfriamiento radiativo por la noche. Todo ello, utilizando componentes básicos de bajo coste. De hecho, para la demostración inicial de prueba, utilizaron materiales con los que invirtieron menos de 30 dólares (uno 27 euros).
En ubicaciones fuera de la red en todo el mundo, este enfoque de generar luz a partir de la oscuridad provee una forma nueva y completamente pasiva de mantener la iluminación por la noche.
La energía generada también podría usarse para alimentar pequeños sensores en ubicaciones remotas. Además, no estaría limitada por la vida útil de las baterías, sino la vida útil del módulo termoeléctrico. Ésta puede estar en un orden de magnitud más largo.
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