Paneles Solares que aprovechan energía de las gotas de lluvia son una realidad

Peter Foyo
May 15, 2018 · 4 min read

La integración de las energías renovables en las redes eléctricas es un paso importante hacia el éxito de la transición energética mundial. Sin embargo, estos recursos renovables tienen una gran desventaja: de hecho son intermitentes, es decir, dependen de las condiciones climáticas. Esto hace que su producción de electricidad sea impredecible y, por lo tanto, poco confiable. Es para tratar de remediar este obstáculo y favorecer la expansión del parque fotovoltaico global que un equipo de investigadores asiáticos ha desarrollado un panel solar que también funciona bajo la lluvia.

¿Cómo es que un panel solar pueda funcionar bajo la lluvia?. ¿No es ilógico?. La verdad es posible y más que eso: ¡Ya es realidad!. Los estudios de la física sobre los fenómenos eléctricos han tenido grandes avances en los últimos años y han logrado, a partir del contacto de dos materiales, aprovechar las cargas liberadas por la fricción y llevarlas eficazmente a un circuito, donde se obtiene una corriente eléctrica significativa. Este fenómeno, grosso modo, es el que ocurre entre las gotas de agua y los paneles solares, gracias a la tecnología de nanogeneración triboeléctrica.

La nanogeneración triboeléctrica tiene aplicaciones sorprendentes, desde prendas de vestir, dispositivos móviles, ¡hasta paneles solares!.

En esta oportunidad Peter Foyo comparte este importante avance de la mano de los redactores del portal lemondedelenergie.com, quienes explicaron muy bien en que consiste esta tecnología a través del artículo Paneles solares híbridos para generar electricidad cuando llueve, publicado en marzo de 2018.

Valorar el impacto de las gotas de agua en la superficie del panel solar

Si bien las energías renovables tienen una gran ventaja en la lucha contra el calentamiento global (no emiten gases de efecto invernadero para producir electricidad), son intermitentes: los períodos de producción son irregulares e impredecibles porque depende de los ciclos de la naturaleza.

Esta característica es una desventaja para la democratización de la energía solar y eólica: debido a la producción inestable y rápidamente cambiante, estos recursos complican el trabajo de los gobiernos que deben garantizar un equilibrio permanente entre la oferta y la demanda de electricidad.

Más concretamente, la producción de energía solar está estrechamente relacionada con la velocidad del sol: cuando el sol no brilla, un panel solar genera sólo una cantidad muy pequeña de electricidad. Esto es un lastre real para el despliegue de tecnologías solares, especialmente en algunas partes del mundo. Pero un equipo de investigadores podría cambiar la situación.

En el Departamento de Investigación y Desarrollo de la Universidad de Soochow, en Taiwán, un grupo de científicos ha desarrollado un panel solar híbrido capaz de producir electricidad tanto con sol como con lluvia torrencial.

Esta hazaña es posible gracias al uso de un proceso que recupera la energía producida por las gotas de agua cuando golpean la superficie de los paneles solares. Este proceso, cuyo corazón es el nanogenerador triboeléctrico, crea una carga eléctrica a partir de la fricción entre dos materiales (como la electricidad estática).

Un nanogenerador triboeléctrico puede capturar la energía de la fricción de un neumático de automóvil en la carretera. En el futuro, se espera aprovechar esta energía eléctrica generada por fricción para recuperar una parte del 10 por ciento que se pierde por dicho rozamiento. O, en este caso, capturar la energía creada por las gotas de agua que entran en contacto con la superficie de un panel solar.

Usa capas de polímero, la clave del éxito

No es la primera vez que un equipo de científicos intenta desarrollar un sistema fotovoltaico capaz de aprovechar la intensidad de las gotas de lluvia.

En 2016, investigadores de la Universidad Oceanográfica de China agregaron una capa de grafeno a la superficie de un panel fotovoltaico. Una innovación que desafortunadamente no dio los resultados esperados fuera de su laboratorio (la producción eléctrica fue demasiado débil durante las pruebas en condiciones reales de uso). ¡Así es el camino de la experimentación!.

Para tratar de evitar este problema, los científicos de la Universidad de Soochow rápidamente se dieron cuenta de que el éxito de su proyecto dependía de su capacidad para desarrollar un dispositivo simple y pequeño.

El desafío era integrar una tecnología nanogeneradora triboeléctrica sin ralentizar la penetración de los rayos del sol (para no penalizar la producción fotovoltaica). Para lograr esto, los investigadores utilizaron dos capas delgadas de polímero para formar un nanogenerador triboeléctrico ligero y transparente. Este último se combinó con una célula solar. Durante las pruebas, el polímero funcionó como un electrodo capaz de suministrar energía desde las gotas de lluvia al panel solar. Transparente e impermeable, este material también ha sido eficaz para dejar pasar el sol mientras protege la célula fotovoltaica del agua.

El acoplamiento de un nanogenerador transparente a una célula solar permite obtener un dispositivo capaz de valorar la energía solar y la energía producida por el impacto de las gotas de lluvia.

Los investigadores de la Universidad de Soochow ahora buscan mejorar el rendimiento de sus paneles solares de próxima generación y considerar comercializarlos en unos pocos años.

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