¿COMO AUMENTAR LA POTENCIA DE LOS PANELES SOLARES?

Intentando reducir aún más el coste de la energía solar, Bandgap Engineering, en Estados Unidos, está desarrollando una célula solar basada en nanohilos que podría generar el doble de energía que las células solares convencionales.

Es un proyecto a largo plazo, pero por ahora la empresa está a punto de comercializar una versión más sencilla de la tecnología, usando nanohilos de silicio capaces de mejorar el rendimiento y reducir el coste de las células solares de silicio convencionales. Bandgap afirma que sus nanohilos, que se pueden producir usando herramientas de fabricación ya existentes, aumentan la producción energética al aumentar la cantidad de luz que pueden absorber las células solares.

Ahora mismo la mayoría de los fabricantes de paneles solares no están construyendo nuevas fábricas, porque el mercado para su producto está saturado. Pero si las condiciones del mercado mejoran y los fabricantes empiezan a construir, podrán introducir grandes cambios en las líneas de producción. En ese caso la tecnología de Bandgap serviría para que el cambio en las células solares fuera más significativo. Aumentar la absorción de luz permitiría, por ejemplo, que los fabricantes usaran obleas de silicio mucho más finas, abaratando así la partida que supone el coste mayor en la fabricación de una célula solar. También permitirá a los fabricantes usar alambres de cobre para recoger la carga de los paneles solares, en vez de los de plata que son más caros.

Estos cambios podrían conducir a paneles solares que convierten un 20 por ciento de la energía del sol en electricidad (en comparación con el 15 por ciento que logran la mayoría de las células solares actualmente) y además que su producción e instalación costara solo un dólar (unos 77 céntimos de euro) por vatio, afirma el director ejecutivo de Bandgap, Richard Chleboski. (En la actualidad la instalación cuesta algunos dólares por vatio, dependiendo del tamaño y del tipo que sean los paneles). A lo largo de la vida activa del sistema, los costes bajarían hasta unos 6-10 centavos de dólar por kilovatio hora (unos 4-8 céntimos de euro). Eso sigue siendo más caro que el coste de la energía generada por gas natural en Estados Unidos, que cuesta unos 4 centavos de dólar por kilovatio hora (unos 3 céntimos de euro), pero es lo suficientemente barato como para asegurar un mercado sustancial a la energía solar en muchas partes del mundo donde los costes energéticos son más altos, o incluso en determinados nichos de mercado en Estados Unidos.

Al mismo tiempo, Bandgap está creando una tecnología que podría llegar algún día a mejorar la eficiencia de las células lo suficiente como para que la energía solar compitiera de forma generalizada con los combustibles fósiles. Si doblan la eficiencia de las células solares sin aumentar demasiado los costes de fabricación, estarían abaratando sustancialmente el coste por vatio de los paneles solares y se reduce a la mitad el coste de instalación, el mayor gasto en la energía solar en la actualidad, al hacer que sea posible conseguir la misma cantidad de energía de la mitad de células.

Tanto las células que Bandgap está a punto de presentar como las células que espera producir a largo plazo están basadas en la idea de minimizar la pérdida energética que se produce cuando la luz atraviesa una célula solar sin ser absorbida o cuando determinadas longitudes de onda de luz se absorben pero no tienen suficiente energía para desplazar los electrones y generar electricidad (esa energía se malgasta como calor). En una célula solar convencional, al menos dos terceras partes de la energía de la luz del sol se malgastan y normalmente mucho más.

La tecnología actual de la empresa aprovecha el hecho de que cuando la luz se encuentra con los nanohilos se refracta de tal forma que rebota dentro de la célula solar en vez de atravesarla o salir disparada. Eso aumenta las posibilidades de que se absorba.

Pero lo que Bandgap quiere hacer en última instancia es cambiar la forma en que se convierte la luz en electricidad dentro de la célula. Si los nanohilos se pueden hacer lo suficientemente uniformes, y si se pueden formar de tal manera que sus átomos se alineen en determinados planos, las diminutas estructuras podrían cambiar las propiedades electrónicas del silicio. Estos cambios permitirían a las células solares generar electricidad con luz de baja energía que normalmente solo produce calor, explica Marcie Black, fundadora de la empresa y directora de tecnología. “Esto se lograría, en parte, proporcionando una forma de combinar energía de más de un fotón de luz de baja energía”

Esta tecnología puede tardar aún muchos años en desarrollarse. Para empezar, requiere un control muy preciso sobre las propiedades de cada uno de los millones de nanohilos, además, las técnicas necesarias para fabricar las células solares pueden no ser lo suficientemente baratas o fiables como para producirlas a gran escala. Pero este tipo de células solares podría, en teoría, convertir el 60 por ciento de la energía de la luz del sol en electricidad. Eso es algo que será difícil lograr en la práctica, así que el objetivo de la empresa es un más modesto 38 por ciento de eficiencia, que sigue siendo más del doble que la eficiencia de las células de silicio que se fabrican en la actualidad.

Los investigadores también están siguiendo otros enfoques para producir células solares ultraeficientes, como por ejemplo usar puntos cuánticos o combinar distintos tipos de materiales (ver “Unos nuevos materiales mejoran las células fotovoltaicas”). Sin embargo, la tecnología de nanohilos podría ser más sencilla. “En teoría el método tiene muchas ventajas potenciales, pero hay que lograr que funcione”, afirma Andrew Norman, investigador senior del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, cuya sede está en Golden, Colorado (EE.UU.). Bandgap no ha construido aún células usando el método que está desarrollando para largo plazo, pero ha dado pasos indirectos demostrando que sus nanohilos son capaces de cambiar las propiedades electrónicas del silicio. “Seguimos en fase de investigación”, afirma Black.

Anuncios

¿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.

ELECTRICIDAD INALÁMBRICA

¡La electricidad inalámbrica ya existe y está aquí!  El aparato que saldrá al mercado es un dispositivo parecido a lo que Tesla vio en sus sueños, pero mucho más pequeño. Se parece a una alfombrilla de ratón que puede mandar electricidad de manera inalámbrica a unos cuantos centímetros de distancia.
El dispositivo consiste en una bobina que crea un campo magnético, y que induce un flujo de electricidad a través de una bobina secundaria en cualquier dispositivo portable, como una linterna, un teléfono o un BlackBerry. De este modo, el dispositivo se recarga. Por supuesto el dispositivo que quieras cargar debe contar con la bobina adecuada, pero hay varias compañías que quieren introducir al mercado productos que la incluyan.
Las ventajas son muchas. Primero, puedes cargar varios aparatos simultáneamente, de manera inalámbrica. Sólo tienes que acercarlos al dispositivo que genera electricidad. Además, puedes decirle adiós a todos esos cables molestos que se enredan. Tampoco hay riesgo de que te electrocutes si interfieres entre el dispositivo y el generador, además de que los aparatos no se sobrecalientan. Además, se planea que los dispositivos sean inteligentes, de manera que si no necesitan recargarse, no lo harán.

¿QUE ES LA ELECTROFORESIS?

La  electroforesis  es una técnica para la separación de moléculas según la movilidad de estas en un campo eléctrico.
La separación puede realizarse sobre la superficie hidratada de un soporte sólido (p. ej., electroforesis en papel o en acetato de celulosa), o bien a través de una matriz porosa (electroforesis en gel), o bien en disolución (electroforesis libre). Dependiendo de la técnica que se use, la separación obedece en distinta medida a la carga eléctrica de las moléculas y a su masa.
La variante de uso más común para el análisis de mezclas de proteínas o de  ácidos nucleicos  utiliza como soporte un  gel, habitualmente de  agarosa  o de  poliacrilamida.
Los ácidos nucleicos ya disponen de una carga eléctrica negativa, que los dirigirá al polo positivo, mientras que las proteínas se cargan al unirse con sustancias como el SDS (detergente) que incorpora cargas negativas de una manera dependiente de la masa molecular de la proteína. Al poner la mezcla de moléculas y aplicar un campo eléctrico, éstas se moverán y deberán ir pasando por la malla del gel (una red tridimensional de fibras cruzadas), por lo que las pequeñas se moverán mejor, más rápidamente. Así, las más pequeñas avanzarán más y las más grandes quedarán cerca del lugar de partida.
La gran mayoría de  macromoléculas están cargadas  eléctricamente  y, al igual que los  electrolitos, se pueden clasificar en fuertes y débiles dependiendo de la constante de ionización de grupos ácidos y |básicos. Por ejemplo los ácidos nucleicos son poliácidos fuertes.
Por lo general, para caracterizar la molécula se determina la velocidad a la que esta se mueve en un campo eléctrico y se utiliza para determinar, en el caso de proteínas, la masa molecular o para detectar cambios de aminoácidos y separar cuantitativamente distintas especies moleculares; en el caso de ácidos nucleicos se determina su tamaño, medido en pares de bases.