Científicos suizos en colaboración con ingenieros de la firma IBM, activistas de Greenpeace y otros colaboradores de agencias de investigación europeas,trabajan para desarrollar un sistema fotovoltáico de bajo costo capaz de concentrar la radiación de 2 mil soles y convertir hasta el 80% de su energía en electricidad de uso común.
La energía de 2 mil soles suena descabellado y fuera del alcance para cualquier sistema fotovoltáico convencional, pero no para una nueva tecnología desarrollada por un grupo de ingenieros y científicos de la industria privada, academia y de gobierno, que pretenden capturar la radiación equivalente a esta cantidad de astros para generar electricidad de uso común, y lo mejor de todo, a un bajo costo.
El proyecto lleva por nombre “High ConcentrationPhotoVoltaicThermal (HCPVT)”, y en el mismo están involucrados colaboradores de la compañía IBM, académicos del instituto suizo ETH Zurich, ingenieros de la empresa proveedora de celdas solares, AirlightEnergy y de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Nuchs NTB a través de su Instituto de Micro y Nano-tecnología (MNT).
De acuerdo al informe de prensa del Pan-European Networks, los especialistas de este proyecto marco han canalizado los 2.4 millones de euros que les fueron asignadospor parte de la Comisión Suiza para la Tecnología y la Innovación, y el cual tiene como objetivo comprobar que sí es posible capturar la energía equivalente a 2,000 mil soles y convertir hasta el 80% de esta radiación en electricidad utilizable a un bajo costo.
Basado en un estudio de la Asociación Europea de Electricidad Solar y Térmica, así como del organismo Greenpeace International, técnicamente tomaría el 2% de la energía solar del Desierto del Sahara satisfacer las necesidades eléctricas en el planeta. Sin embargo, el documento precisa que desafortunadamente las tecnologías del actual mercado resultan muy costosas y lentas en su producción de electricidad, en comparación con los objetivos buscados del HCPVT.
El proyecto HCPVT pretende decrecer los costos de manufactura evitar utilizar Silicio y otros componentes costosos.
A diferencia de las celdas solares que son manufacturadas con Silicio e integradascon otros componentes electrónicos -que finalmente disparan el valor de la solución fotovoltáica- el proyecto HCPVTutiliza un gran platillo parabólico hecho con una multitud de espejos con un sistema de monitoreo solar a base de sensores.
El sistema de monitoreo solar se encuentra colocado en el mejor ángulo sobre el platillo, con el fin de capturar la mayor radiación solar y ser eficiente durante todo el ciclo diurno de la Tierra. Una vez que los espejos del platillo capturan los rayos del sol, la radiación es conducida hacia microcanales de recepción con líquido refrigerante que ayudan a mantener en condiciones ópticas a un arreglo de 3 chips fotovoltáicos, cada uno con un áreade 1x1 cm y los cuales son capaces de convertir 200 a 250 W en promedio c/u, aunque el informe aclara que esta producción es en una jornada de 8 horas en una región soleada.
Los espejos colocados en el platillo concentran la mayor cantidad de radiación solar.
El sistema receptor combina cientos de módulos y suministra25 kW de energía eléctrica. Por su parte, los chipsfotovoltáicos están montados sobre micro estructuras de capas que guían el líquido refrigerante hacia la zona de procesamiento de energía, y que ayudan a absorber el calor hasta 10 veces más que los sistemas refrigerantes convencionales.
El refrigerante mantiene a los chips casi a la misma temperatura para que puedan soportar una concentración solar de 2,000 veces la radiación del sol, y mantiene a tales componentes aislados de los riesgos de sobrecalentamiento en caso de que la radiación se elevara unas 5,000 veces.
El informe precisa que para dirigir el refrigerante, los investigadores se han inspirado en el mismo método biológico del sistema circulatorio humano, con pequeños sistemas jerárquicos ejecutados en computadoras de alto rendimiento.
El platillo cuenta con un sistema de microcanales con líquido refrigerante que tienen la función de enfriar los chips fotovoltáicos.
“Planeamos utilizar triple empalme de células fotovoltáicas sobre un micro canal refrigerado que es capaz de convertir más del 30% de la radiación solar recolectada en energía eléctrica, además permitir una recuperación del 50% del calor perdido”, comentó Bruno Michel, Gerente de la Unidad de Encapsulados Térmicos Avanzados en IBM Research. “Creemos que podemos lograr esto con un diseño muy práctico elaborado con materiales livianos de concreto, los cuales son utilizados en la construcción de puentes y óptica primaria compuesta de espejos neumáticos de bajo costo”.
Otros especialistas cercanos al proyecto han opinado que a pesar de que el diseño es relativamente simple, cuenta con décadas de investigación científica que han conferido experiencia a los ingenieros en el segmento de la micro-tecnología.
La mayor parte de la tecnología se ha manufacturado en Suiza.
El reporte añade que la mayor parte de la tecnología está manufacturada en territorio suizo, particularmente los micro-canales de refrigeración y los moldes, incluyendo la construcción y el ensamble de los mismos componentes. En el caso de los sistemas concentradores solares, fueron desarrollados por el instituto académico ETH Zurich.
“Las técnicas numéricas avanzadas de monitoreo solar serán aplicadas para optimizar la configuración óptica y reunir los flujos solares que superan el equivalente a 2,000 soles en la superficie de las celdas fotovoltáicas”, comentó Aldo Steinfeld, Profesor del ETH Zurich.
Además desaliniza el agua y recupera energía perdida
El reporte de prensa de IBM indica que el proyecto HCPVT no sólo pretende producir la escalofriante cantidad de energía alternativa vía solar, sino que además guarda beneficios que parecen sumar puntos al interés de esta innovación, pues presuntamente resuelve los problemas de sobrecalentamiento de los chips fotovoltáicoscon el líquido refrigerante, promueve la reutilización de la energía para la desalinización del agua termal y promueve la adsorción.
El proyecto HCPVT además de generar cantidades increíbles de energía, cuenta con un sistema para desalinizar el agua y aprovechar al máximo la producción de electricidad.
Los sistemas fotovoltáicos convencionales actualmente solo recogen la energía eléctrica y disipanla energía térmica a la atmósfera, desaprovechando este recurso que ahora el proyecto HCPVT saca provecho, generando un valor agregado más tomando en cuenta que para algunas zonas marginadas existen comunidades que no tienen acceso al tendido eléctrico ni tampoco al agua potable, lo que este proyecto parece solucionar.
FUENTE : ELECTRONICOSONLINE
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