¿SI USO ENERGÍA SOLAR TENGO QUE REDUCIR MI CONSUMO DE ENERGÍA?

No necesariamente, cuando se utiliza energía solar no es indispensable reducir el consumo de energía. Las células solares son muy eficientes y muchas personas utilizan la energía solar prácticamente en todos los aparatos eléctricos.

Normalmente cuando se instalan paneles solares en los hogares, se sigue conectado a la red eléctrica, por lo que el suministro de energía se realiza mediante una combinación de la energía renovable generada por los paneles solares, y el suministro de energía convencional.
Si bien, de esta manera se sigue utilizando la energía derivada de los combustibles fósiles, el consumo se realiza en menor medida.

FABRICAN CÉLULAS SOLARES MÁS BARATAS

El método de Crystal Solar simplifica el proceso de fabricación de las obleas de silicio y elimina la necesidad de usar parte de la maquinaria.

La empresa coreana Hanwha SolarOne ha presentado el primer panel solar de tamaño comercial que usa una novedosa tecnología de fabricación de las obleas de silicio, el componente más caro de una célula fotoeléctrica. Desarrollada por la start-up Crystal Solar, que tiene su sede en Santa Clara, California (Estados Unidos), esta tecnología sirve para fabricar obleas que tienen una tercera parte del espesor de las obleas convencionales. Además, el método usa menos silicio durante el procesado que los métodos convencionales y reduce mucho el equipo necesario para fabricar las obleas, lo que podría reducir su a la mitad. Las obleas suponen de un tercio a la mitad del coste de fabricación de un panel solar. Hanwha ha pagado 15 millones de dólares (unos 11 millones de euros) por una participación en Crystal y está ayudando a comercializar la tecnología.
La nueva tecnología y la asociación entre Hanwha y Crystal Solar podría ser un modelo a seguir para continuar recortando el coste de las células solares de silicio convencionales. Hace unos años, la perspectiva de paneles solares cuya fabricación costara menos de un dólar por vatio (unos 76 céntimos de euro) parecía inverosímil, lo que condujo a los inversores a buscar alternativas a los paneles de silicio en las que invertir, como por ejemplo los paneles solares hechos con películas finas.
Pero ahora, fabricar paneles solares sí que cuesta menos de un dólar por vatio, lo que ha expulsado a muchas start-ups dedicadas a los paneles en forma de película del negocio. En vez de investigar una tecnología que desafiara a los paneles de silicio, Crystal desarrolló una que se puede incorporar fácilmente en los procesos de producción de paneles de silicio existentes. Y en vez de fabricarlos ellos mismos trabaja con una empresa como Hanwha que ya tiene experiencia en la producción de paneles. A las start-ups les suele faltar experiencia en la fabricación y muchas fracasan porque son incapaces de mantener bajos los costes de producción.
La forma más común de hacer obleas de silicio –el componente principal de una célula fotoeléctrica convencional- implica producir silicio de gran pureza (denominado silicio policristalino), fundirlo y enfriarlo con mucho cuidado para producir bloques de silicio cristalino. Después esos bloques se cortan en láminas para hacer obleas, un proceso que requiere un equipo pesado y caro y que malgasta aproximadamente la mitad del silicio purificado con el que empieza.
Una primera fase del sistema de procesado convencional obtiene silicio puro de un gas que contiene silicio y otros elementos. Crystal Solar ha desarrollado una forma de crear finas obleas de silicio cristalino partiendo directamente de ese gas, eliminando por lo tanto la necesidad de fabricar primero el silicio policristalino, fundirlo, cristalizarlo y cortarlo. Es una versión de un proceso que se usa en la industria del chip, pero mucho más eficaz y rápido.
El método reduce costes no solo gracias a que la cantidad de silicio que se desecha es menor, sino también porque elimina la necesidad de usar gran parte del equipo para fabricar las obleas, explica Chris Eberspacher, el director de tecnología de Hanwha SolarOne. Eberspacher afirma que para que Hanwha pudiera desarrollar una tecnología parecida, tendría que asumir un riesgo importante y tardaría años en lograrlo. Lo que han hecho en cambio ha sido recurrir a start-ups para innovar. “Así no tenemos que escoger una tecnología”, sostiene. “Podemos estudiar la gama de inventos de las start-ups y escoger los mejores. Nos permite movernos mucho más rápido”.
Eberspacher explica que Crystal Solar sigue trabajando para reducir los costes aún más. Por ejemplo, está reduciendo el coste de las máquinas necesarias para fabricar las obleas y aumentando el número de obleas que son capaces de producir. Eberspacher afirma que si Crystal Solar continúa logrando los objetivos que se ha impuesto, Hanwha podría ofrecer un producto comercial que use esta tecnología en 2014.

¿QUÉ ES LA ENERGÍA SOLAR POR CONCENTRACIÓN?

Energía Solar por Concentración (CSP) consiste en concentrar el calor en un punto. De esta manera, se genera vapor que impulsa una turbina.

Este tipo de plantas puede funcionar constantemente ya que el calor es almacenado, lo que permite suministrar energía aun cuando no se cuenta con la irradiación solar.
La energía solar con concentración se divide en:
• Central de torre central.- Basadas en la concentración del calor solar con un receptor central montado en la parte superior de una torre de más de 100 metros de altura.
• Central de colectores cilindro parabólico.- Formadas por reflectores en forma de parabólica que concentran la radiación solar en un tubo colector central por donde circula un aceite térmico.
Este tipo de energía cuenta con un sistema de almacenamiento que permite evitar fluctuaciones en el suministro, continuar el suministro aun cuando no se cuente con radiación solar y mover la producción de acuerdo a la demanda de energía.

¿QUÉ ES LA ENERGÍA SOLAR ACTIVA?

La energía solar activa es la captura de la energía del sol y su transformación en energía eléctrica o mecánica.

La base de la energía solar activa es, el uso de tecnologías para transformar la energía. Para el uso de este tipo de energías se requiere de una inversión económica para adquirir el equipo solar que más se adecue a las necesidades personales.
La energía solar activa se divide en:
• Energía térmica.- transforma la energía solar en calor, se utiliza como suministro de agua caliente para uso domestico. Un típico sistema solar térmico se compone de colectores orientados al sur, estos colectores son de color negro para absorber la mayor parte del calor del sol. Este tipo de energía también se utiliza para la calefacción e piscinas.
• Sistemas Fotovoltaicos.- Los paneles solares convierten la luz del sol en energía eléctrica, pueden ser montados en el suelo, pero generalmente buscando una mayor productividad se ubican en los techos de las casas.
El uso de la energía solar activa ayuda a ahorrar en los costos de los servicios como el pago de luz o de gas. Los equipos para el uso de la energía solar son muy resistentes y están diseñados para requerir el menor mantenimiento posible.

¿POR QUÉ INSTALAR EQUIPOS DE ENERGÍA SOLAR?

Existen varias buenas razones por las que se puede considerar la instalación de equipos de energía solar en el hogar.

Su principal ventaja es que hablamos de una energía renovable, además de que se considera que la energía que emana del sol es ilimitada.
En cuanto a la pregunta ¿Por qué instalar equipos de energía solar? Las principales razones son:
1.- Al instalar equipos de energía solar ayuda a cuidar el medio ambiente y a disminuir la dependencia de los combustibles fósiles.
2.-Aumenta el valor de su propiedad mediante la inversión en paneles solares.
3.- Disminuye su dependencia de las grandes empresas de suministro de energía.
4.- En caso de un apagón, usted aun tiene el respaldo de la energía solar.
5.- Disminuye su gasto en energía.
En cuanto a la diminución de gasto en energía se considera que en realidad es la forma en que se recupera la inversión inicial.

¿CÓMO FUNCIONA UNA CENTRAL DE ENERGÍA POR CONCENTRACIÓN?

Esta tecnología está basada en grandes espejos de seguimiento de 2 ejes (conocidos como helióstatos) que siguen al sol y reflejan la radiación en un punto focal común.
Con la finalidad de evitar la interferencia entre la radiación reflejada y otros helióstatos, este punto focal (receptor) está situado en una torre por encima del campo de helióstatos.
Los heliostatos son colocados en formación elíptica alrededor del punto focal. Se estima que se colocan alrededor de 6 000 helióstatos en 120 metros cuadrados.
El receptor es un intercambiador, consta de tubos finos que absorben y concentran la radiación, posteriormente el calor se transfiere al fluido de trabajo que a su vez se genera vapor el cual se utiliza para mover una turbina a través de un ciclo de Rankine (conocido como proceso de turbina de vapor).
El fluido de trabajo es una mezcla de sal de relación de 60:40 de nitrato de sodio (NaNO3) y nitrato de potasio (KNO3)
En un proceso seguro y amigable con el medio ambiente. La sal fría es bombeada hasta la torre central, donde fluye a través del receptor y se calienta, posteriormente puede ser almacenada para su posterior uso.

BUSCAN GENERAR ELECTRICIDAD CON AGUAS RESIDUALES

Las aguas residuales de la industria alimentaria son mayores productoras de electricidad

El desarrollo del IPICyT pretende llevar servicio eléctrico a poblaciones de Oaxaca que aún no cuentan con el servicio eléctrico
Debido a que en México existen localidades que aún no cuentan con suministro eléctrico, expertos del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT) trabajan en el desarrollo de celdas de combustible microbianas con las que es posible obtener electricidad de manera limpia y renovable.
La investigación, liderada por la doctora Bibiana Cercado Quezada, tiene por objetivo construir este tipo de instrumentos para degradar aguas residuales, y en el mismo proceso generar electricidad, que puede fungir como suministro básico en localidades sin este servicio.
Tras una estadía en Oaxaca, la doctora Cercado Quezada identificó que habitantes de esa localidad aún no cuentan con el servicio eléctrico. Por ello, la investigación sería aplicable en esta zona. Aunado a ello, actualmente el IPICYT cuenta con una gran cantidad de becas, con las cuales buscan recursos humanos para coadyuvar en esta investigación.
Dentro del desarrollo, la doctora Cercado Quezada observó que las aguas residuales de la industria alimentaria son mayores productoras de electricidad, ya que contienen una gran cantidad de materia orgánica nutritiva para los microbios, en contraposición a sus similares de otros sectores productivos.
En específico, los residuos de la industria láctea y los lipsidiados (líquidos) de composta mostraron mayor actividad para la generación de energía. De esta forma “se identificó que en la leche hay microbios electro-activos y materia orgánica que los consumen. Con ello se puede producir electricidad en las celdas de combustible”, dijo Cercado Quezada.
Por otra parte, una celda de combustible microbiana es un dispositivo formado generalmente por dos cámaras (ánodo y cátodo) separadas por una membrana selectiva que permite sólo el paso de protones. En ese sentido, la doctora del IPICYT explicó que los microrganismos oxidan la materia orgánica del agua que alimenta a la celda, transfieren los electrones desde el ánodo hacia el cátodo generando así la corriente eléctrica o bioelectricidad.
“El circuito se cierra al pasar los protones desde la cámara anódica hacia la cámara catódica, en donde se unen con el oxígeno sobre el cátodo para formar sólo agua”, refirió Cercado Quezada.
Por otra parte, los investigadores del IPICYT desarrollan celdas de electrólisis microbianas para producción de biohidrógeno. Este sistema comparte ciertas características con las celdas de combustible: dos cámaras, un bio-ánodo y un cátodo separados por una membrana selectiva. Las principales diferencias son que en la celda de combustible la cámara catódica debe estar “aireada o saturada en oxígeno para formar agua con los protones, en tanto que en la celda de electrólisis la cámara debe mantenerse desoxigenada para permitir que los protones se unan entre ellos formando gas hidrógeno”, expuso la doctora Cercado Quezada.
Al ser una tecnología multidisciplinaria, actualmente el principal reto es aumentar la cantidad de energía producida mediante la mejora de la selección de microbios, materiales, membranas y el diseño de la celda que permita generar una mayor cantidad de potencia. Sin olvidar el objetivo que es aplicar este desarrollo tecnológico en zonas carentes de electricidad, en la limpia de aguas residuales alimentarias, además de que se puede utilizar en la industria marítima como bio-sensores.

EXPERIMENTO BATE EL RÉCORD MUNDIAL DE TELEPORTACIÓN CUÁNTICA

 Investigadores de Austria, Canadá, Alemania y Noruega, con financiación de la ESA, han logrado transferir las propiedades físicas de una partícula de luz, un fotón, a otra partícula mediante teleportación cuántica, estableciendo así un vínculo que cubre los 143 Km que separan el telescopio Jacobus Kapteyn, en la isla canaria de La Palma, y la Estación Óptica de Tierra de la ESA en Tenerife, de España ambas islas.

Ambas partículas deben antes ‘entrelazarse’. Una vez hecho esto, la medida de una determinada propiedad física, como la polarización o el espín, generará el mismo resultado en ambas partículas, independientemente de cuán alejadas están y sin que se transfiera físicamente ninguna otra señal entre ellas.

La teleportación cuántica no es copiar, en el sentido más estricto del término, puesto que el acto de transferir información de una partícula a otra destruye la partícula original -sus características se transfieren a la partícula entrelazada-.

Albert Einstein se refirió al fenómeno del entrelazamiento cuántico como una “espeluznante acción a distancia”, pero se trata de un fenómeno físico documentado y fundamental en una futura generación de ordenadores ultrapotentes, basados en la teleportación de bits cuánticos o qubits. También es esencial en sistemas inviolables de comunicación encriptada.

“La primera teleportación cuántica tuvo lugar en condiciones de laboratorio. El desafío aquí ha sido mantener el entrelazamiento entre ambos fotones a una distancia de 143 Km, a pesar de las perturbaciones de las condiciones atmosféricas”.

El experimento hubo de ser diseñado con el máximo cuidado, pues exigía una relación señal-ruido muy baja.

Se instalaron detectores de fotones muy sensibles, y se sincronizó los relojes en las estaciones de origen y de destino con una precisión de 3.000 millonésimas de segundo.

Con esto último los investigadores se aseguraban de que se detectaban los fotones correctos -la precisión máxima que proporciona la señal GPS es de 10.000 millonésimas de segundo-.

Los equipos tuvieron que esperar casi un año, después del fallo de un primer intento debido al mal tiempo.

Los dos telescopios están localizados en terreno volcánico, a 2.400 metros de altura, y deben hacer frente a condiciones meteorológicas duras para este tipo de medidas, como viento, lluvia, nieve y tormentas de polvo.

El experimento finalmente tuvo lugar en mayo pasado, y se logró establecer un nuevo récord en cuanto a distancia de la teleportación.

“El siguiente paso será conseguir la teleportación con un satélite en órbita, para demostrar que la comunicación cuántica es posible a escala global”, ha comentado Rupert Ursin, de la Academia Austriaca de Ciencias.

La campaña de medición entre islas se llevó a cabo en el marco del Programa de estudios Generales de la ESA para demostrar que es posible la teleportación cuántica para futuras misiones espaciales.

El experimento es también un excelente ejemplo de cómo los científicos de diferentes Estados Miembros de la ESA pueden aunar fuerzas y llevar a cabo experimentos extraordinarios con la Estación Óptica de Tierra de la ESA. (Fuente: ESA)

ENERGÍA SOLAR, NANOTECNOLOGÍA Y UN COMBUSTIBLE QUÍMICO LIMPIO

 Ya hay resultados preliminares prometedores de un proyecto de investigación y desarrollo encaminado a usar la inmensa energía del Sol para producir un combustible químico limpio, mediante la nanotecnología.

Un equipo de científicos de las universidades de York, Manchester, East Anglia y Nottingham, todas en el Reino Unido, ha encontrado un procedimiento económicamente alentador para producir hidrógeno a partir del agua. Un uso futuro y revolucionario de esta tecnología podría ser la fabricación del combustible para los automóviles energizados por hidrógeno en vez de por combustibles fósiles.

El equipo de Wendy Flavell, Robin Perutz y muchos otros, busca ahora usar la misma tecnología para crear alternativas a otros combustibles y materias primas, incluyendo la conversión del metano en metanol líquido y la del dióxido de carbono en monóxido de carbono.

El potencial del Sol es inmenso. Una hora de luz solar en la Tierra equivale a la cantidad de energía usada en todo el mundo en un año entero. Los paneles solares son el modo más común de aprovechar parte de esta energía solar. En cambio, se ha investigado poco en la otra forma evidente de aprovechamiento, la elaboración de combustibles.

Los paneles solares destinados a producir electricidad a usar en el mismo edificio o para enviar a una red de suministro eléctrico sólo hacen su trabajo en presencia de luz solar, y las baterías que se recargan con electricidad sobrante de los paneles no pueden almacenar suficiente energía como para conseguir un pleno abastecimiento durante las noches y en el invierno.

El objetivo es aprovechar la energía solar para elaborar un combustible utilizando una nanotecnología que imita a la fotosíntesis, el proceso que usan los vegetales para fabricar almidón valiéndose de la energía del Sol. El combustible así obtenido, se podría almacenar para usarlo cuando fuese necesario.

Una hora de luz solar en la Tierra equivale a la cantidad de energía usada en todo el mundo en un año entero.

Para crear el combustible solar, la luz del Sol debe ser empleada en la elaboración de materiales utilizables. El equipo de investigadores de la Universidad de Manchester, trabaja para crear un nanodispositivo solar empleando puntos cuánticos, definibles como átomos artificiales, en este caso de materiales aptos para la absorción de la luz solar y su conversión en electricidad.

Cuando la luz es absorbida y se genera electricidad, ésta se usa, junto con moléculas catalizadoras emplazadas en la superficie de los puntos cuánticos, para elaborar el combustible, por ejemplo hidrógeno si la materia prima es agua.

ILUMINAR HABITACIONES MEDIANTE EL PAPEL DE LAS PAREDES

Empapelar una habitación podría equivaler también a instalar lámparas en ella. Un nuevo estudio identifica una vía práctica de fabricar papel que lleve LEDs de luz blanca incorporados.

Si esta tecnología, para la que ya se ha solicitado una patente, prospera lo suficiente como para entrar en la fase comercial, dentro de algunos años podríamos ver convertida en realidad otra sugerente idea de la ciencia-ficción, la de salas iluminadas por luz que emerge de las propias paredes.

El equipo de Gul Amin, Magnus Willander y Naved ul Hassan Alvi de la Universidad de Linkoping en Suecia cree factible la formación de LEDs de luz blanca, hechos de óxido de zinc y un polímero conductor, directamente sobre papel, incluyendo papel de un tipo apto para empapelar con él paredes de habitaciones.

Las nanoestructuras de óxido de zinc tienen varias características que las hacen adecuadas para la fabricación de LEDs blancos.

Las pruebas realizadas en el laboratorio han tenido éxito. El resultado ha sido la formación de LEDs blancos directamente sobre papel.

Los componentes activos son nanohilos de óxido de cinc sobre una capa delgada de cierto polímero conductor.

Sin embargo, el papel tiene que ser recubierto previamente con una delgada capa repelente al agua, hecha de una resina especial, que lo proteja y nivele.

Que se sepa, ésta es la primera vez que se ha conseguido construir componentes semiconductores inorgánicos fotónicos y electrónicos directamente sobre papel usando métodos químicos.