DIVIDIR LA LUZ EN SUS COLORES PARA EFICIENTAR LOS PANELES SOLARES

Descomposicion de espectro-solar
Aunque has podido observar que mayoría de los productos de la tecnología moderna son cada vez más rápidos, más eficientes y sobre todo, asequibles, te habrás dado cuenta no pasa exactamente lo mismo con los paneles solares, los cuales en su mayoría solo logran una eficiencia del 20 por ciento y siguen siendo un medio caro para producir energía renovable. Luchando contra éste problema, los investigadores el mundo siguen avanzando con la tecnología que ayuda a que la electricidad solar sea asequible y eficiente.
Para que dividir la luz solar en colores
Se informó acerca de las células solares de NREL y Junction Solar, que afirma que son las más eficientes del mundo al alcanzar hasta un 44 por ciento en la escala de eficiencia, y hoy te damos otro dato de una investigación en la misma línea, que tiene como objetivo superar esto, con paneles solares que tengan hasta un 50 por ciento de eficiencia. Es un proyecto, financiado por DARPA, que pretende hacer uso de nanomateriales para dividir la luz del sol en sus colores constituyentes y luego usar materiales solares especialmente diseñados para cosechar un color específico.
Treehugger establece que, para los últimos años los científicos han estado tratando de manipular la luz a pequeña escala para clasificarla por colores, que luego pueden ser atrapados y guiados a un lugar con capas delgadas de materiales. Si bien esta tecnología hace el mismo trabajo, el problema surge cuando la tecnología se amplía. La nueva investigación nos asegura de que las células solares con la división del nanomaterial, alcanzará una eficiencia de hasta el 50 por ciento, incluso a gran escala, al menos en teoría. Aunque la tecnología todavía está en su infancia y que podría llevar años, si no es que décadas, para llegar a un nivel comercial, esto podría permitir que se produjeran paneles solares a precios competitivos y así reducir el costo de la producción de la electricidad solar.
Estaremos atentos a los avances para que todos podamos tener acceso a la electricidad limpia.

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ENEGIAS RENOVABLES Y MEDIO AMBIENTE

energías-renovables-1-300x286Energías Renovables ¿Generan Algún Efecto Negativo Al Medio Ambiente?
Para la generación energía a partir de fuentes renovables se utilizan recursos naturales a los que normalmente todos tenemos acceso durante la mayor parte del día, sin embargo para aprovechar estos recursos se realizan instalaciones que sí pueden tener algunos efectos negativos para el medio ambiente.
Los impactos negativos de las energías renovables dependen del tipo de energía.
• Energía eólica, las turbinas eólicas representa un riesgo potencial para las aves y murciélagos, afortunadamente algunos diseños de turbinas ya son seguras para las aves.
• Energía Hidroeléctrica, requiere del uso de embalsames, por lo que puede tener efectos negativos en algunas especies de peces, como la trucha, el salmón y el esturión. Afecta en general la migración de los peces.
• Plantas geotérmicas, puede causar un enfriamiento acelerado geológico, lo que puede causar la disminución de las salidas de los manantiales geotérmicos, también puede generar un aumento en las magnitudes del terremoto, aunque esto sigue siendo una especulación.
• Energía mareomotriz, requiere de la obstrucción parcial de las bahías y canales.
• Energía solar, algunos componentes de los paneles solares no son fáciles de desechar.
En general todas las energías renovables generan un efecto negativo en el medio ambiente, aunque en realidad es mínimo si lo comparamos con los efectos del uso de los combustibles fósiles, que generan emisiones enormes de CO2 y que además durante su extracción se afecta gravemente a los ecosistemas.

¿QUE FACTORES DISMINUYEN LA EFICIENCIA DE UN PANEL SOLAR?

La energía solar se ha visto apoyada por una gran variedad de inventos que permiten incrementar cada vez más la eficiencia de los paneles solares.

Sin embargo el tema de la inversión y la eficiencia de un panel solar sigue siendo de gran preocupación para muchos consumidores.

Sobre todo debido al hecho de que existen varios aspectos que disminuyen la eficiencia de un panel solar, un ejemplo, es que cualquier electrón dentro del panel que no reciba la energía suficiente, simplemente se calienta y provoca la reducción de la productividad del panel.

La reducción en la eficiencia se debe principalmente a factores como:

1. La celda no está trabajando a su máximo potencial, ya que algunos electrones pierden su productividad

2. Los electrones liberan calor, se calienta el panel lo que puede interferir con otros componentes contenidos en un panel solar.

En gran medida la eficiencia de los paneles se basa en la calidad de las celdas solares, mientras más y mejores sean las celdas solares mayor será la producción de electricidad.

El problema es que las celdas de mejor calidad también son las más caras, por lo que asegurarnos de tener un panel solar de calidad también implica pagar una cantidad más elevada, ya que no solo se paga el panel sino toda la tecnología e investigaciones que se realizaron para logran aumentar la eficiencia del panel.

Otro factor que afecta a la eficiencia del panel solar es la ubicación ya que mientras más luz reciba mayor será la producción, por lo que siempre se recomienda que el panel se ubique en dirección al sol, y que no tenga objetos que puedan bloquear los rayos solares.

PANEL SOLAR ¿QUE PUNTOS DEBO CONSIDERAR ANTES DE COMPRARLO?

Lo primero que hay que tomar en cuenta es la ubicación donde se hará la instalación. El panel solar tiene que ser colocado en espacios donde reciba mucha luz del sol, normalmente significa colocarlo en el techo.
La segunda consideración importante antes de comprar un panel solar es el tamaño del panel. Este punto se determina por 3 aspectos básicos
1.- Cuánto se está dispuesto a gastar
2.- Espacio disponible para colocar el panel
3.- Las necesidades de electricidad.
Mientras más grande sea el panel solar, más electricidad producirá, pero también implica una inversión más grande. Como guía, un panel solar que genere 1.5kw requiere en promedio 15 metros cuadrados de espacio en la azotea.
Por último debemos considerar que un panel solar genera energía siempre que esté brillando el sol, sin embargo opera a máxima potencia en días soleados y siempre que el panel esté ubicado de manera directa contra el sol.
Como sabemos un panel solar sigue generando energía a pesar de que el día este nublado, sin embargo su productividad es menor.
Por lo tanto nuestra ubicación sí afecta en la productividad de los paneles solares.
Un panel solar funciona en cualquier parte del mundo, sin embargo existen ciertas partes del mundo donde se obtiene más energía que en otras.
Un claro ejemplo es la instalación de un panel solar en Canadá, Este panel debe trabajar el doble para producir la misma energía que un panel solar instalado en Nuevo México.
Esta es la razón por la que se dice que países como México y Australia tiene un enorme potencial de crecimiento en la energía solar.

¿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.

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.

NANOCABLES PARA CÉLULAS SOLARES DE NITRURO DE GALIO E INDIO

Una de las metas de los investigadores que buscan nuevos modos de mejorar la generación de electricidad por medios fotovoltaicos es convertir en electricidad tantas longitudes de onda de la luz solar como sea posible, para lograr la máxima eficiencia, aprovechando así mejor el espacio destinado a paneles solares, ya que los sistemas fotovoltaicos tradicionales sólo usan una pequeña banda de la energía irradiada por el Sol.
Por esta razón, bastantes de estos científicos ven al nitruro de galio e indio como un valioso material para los sistemas fotovoltaicos del futuro. Cambiar la concentración de indio les permite a los investigadores adecuar la respuesta del material para que recolecte la energía solar en diversas longitudes de onda. Cuantas más variaciones se diseñen en el sistema, mayor es la porción del espectro solar que el sistema puede absorber, llevando esto a un incremento de la eficiencia de las células solares. Actualmente, el silicio es el material estándar de la industria fotovoltaica, pero está limitado a la banda de las longitudes de onda que puede “ver” y absorber.
El nitruro de galio e indio sería un buen sustituto, pero hay un problema: Normalmente es producido mediante su formación sobre películas delgadas de nitruro de galio. Como las capas atómicas de nitruro de galio tienen espaciados de retícula cristalina que son distintos a los de las capas atómicas del nitruro de galio e indio, esa discordancia hace aparecer tensiones estructurales que limitan tanto el espesor de la capa como el porcentaje de indio que puede ser agregado. Así, al aumentar el porcentaje de indio agregado se ensancha la banda del espectro solar que puede ser recolectada pero se reduce la capacidad del material para tolerar la tensión estructural.
Jonathan Wierer Jr. y George Wang, de los Laboratorios Nacionales estadounidenses de Sandía, en Nuevo México y California, han comprobado que si a la mezcla de indio se la hace formarse y crecer sobre un conjunto de nanocables dispuestos del modo adecuado, en vez de sobre una superficie plana, las pequeñas áreas superficiales de los nanocables permiten que el estrato de indio del fondo se “relaje” parcialmente a lo largo de cada cable, reduciéndose así la tensión estructural.
Esta relajación ha permitido al equipo crear una célula solar con porcentajes de indio de aproximadamente el 33 por ciento, superior al logrado en cualquier otro intento de crear células solares de esa clase del que se tenga noticia.

EL GRAFENO ‘RESUCITA’ LA BATERÍA DE NÍQUEL-HIERRO DE EDISON

Un equipo de investigadores estadounidenses ha resucitado uno de los inventos más útiles de principios del siglo XX utilizando grafeno, uno de los materiales más prometedores para la tecnología del futuro.
A partir de la batería de níquel-hierro desarrollada por Thomas Edison, un grupo de científicos de la Universidad de Stanford (EEUU) ha creado una batería ultrarrápida que se recarga en dos minutos y se descarga en 30 segundos. Los detalles de su invento se publican esta semana en la revista ‘Nature Communications’.
La batería de níquel-hierro, patentada en 1903 y desarrollada inicialmente para alimentar vehículos eléctricos, fue muy utilizada durante décadas. Sin embargo, su uso fue decayendo en los años setenta y en la actualidad, sólo unas pocas empresas las fabrican, sobre todo, para almacenar los excedentes de electricidad generada por paneles solares y turbinas eólicas.
Hasta 1920 la batería de Edison se usó en coches eléctricos. Su gran durabilidad y fiabilidad hizo que en los años siguientes fuera muy utilizada en el transporte por ferrocarril, en la minería y en otras industrias.
Las ventajas del invento de Edison
Los investigadores han vuelto a poner sus ojos en este fantástico invento y han intentado corregir los inconvenientes que contribuyeron a que dejaran de usarse.
Según explica el profesor de química de Stanford Hongjie Dai, entre las numerosas ventajas que ofrece la batería de Edison destaca lo duradera que es. Tiene un diseño simple y es de fácil fabricación. Además, tanto el níquel como el hierro son muy abundantes, relativamente económicos y poco tóxicos si lo comparamos con otros minerales. Sin embargo, presenta algunas desventajas. Tarda varias horas en cargarse y la descarga también es muy lenta.
Por ello, los investigadores se centraron en reducir el tiempo de carga y descarga. Para lograrlo utilizaron grafeno (un material compuesto de carbono, de sólo un átomo de grosor, que conduce la electricidad mejor que ningún otro metal conocido) y nanotubos de carbono.
El diseño original de Edison estaba compuesto por dos electrodos (un cátodo formado por tubos compuestos de láminas de acero niquelado enrolladas y rellenos de hidróxido de níquel, y un ánodo compuesto por cajas de acero niquelado que contenían óxido ferroso) bañados en una solución alcalina. (El cátodo el electrodo negativo y el ánodo es el electrodo positivo.)
Nanomateriales
El carbono se ha utilizado durante mucho tiempo para mejorar la conductividad eléctrica de los electrodos y los investigadores de Stanford utilizaron esa misma idea.
Para mejorar la eficiencia de la batería de Edison, los investigadores utilizaron grafeno (compuesto de carbono). En concreto, incorporaron nanocristales de óxido de hierro en el grafeno, y nanocristales de hidróxido de níquel en los nanotubos de carbono. Gracias a esta técnica, lograron fusionar las partículas metálicas con los nanomateriales de carbono, consiguiendo una gran mejora en el rendimiento de la batería.
“El resultado es una versión ultrarrápida de la batería de níquel-hierro que se carga y descarga en segundos”, señala Dai. En concreto, tarda dos minutos en cargarse y 30 segundos en descargarse.
Coches eléctricos
De momento, el prototipo desarrollado en el laboratorio tiene una potencia de sólo un voltio. El objetivo de los investigadores es aumentarla para que pueda utilizarse en la red eléctrica o para el transporte.
La mayoría de los coches eléctricos, como Nissan Leaf y Chevy Volt, utilizan baterías de ión litio que son capaces de almacenar mucha energía pero tardan horas en cargarse. Los padres de la batería ultrarrápida de níquel-hierro ven difícil que su invento sea capaz de alimentar a un coche por sí sola, aunque podría ser un complemento de las baterías de ión litio.
Los autores destacan que su batería será particularmente útil para recargar dispositivos de forma rápida en situaciones de emergencia, por ejemplo, en el ámbito militar.