Flores gigantes que generan electricidad
EFE - lunes, 20 de octubre de 2014
El sistema fotovoltaico térmico de alta
concentración (HCPVT, por sus siglas en inglés) se asemeja a un girasol de 10
metros de altura. Estas gigantescas flores ‘high tech’ comenzarán a ser un
elemento familiar del paisaje en muchos países a partir de 2017, cuando está
previsto que esta nueva fuente de energía solar llegue al mercado.
Este sistema utiliza una antena parabólica de
40 metros cuadrados, fabricada con un hormigón patentado a base de fibras, que
puede ser moldeado en casi cualquier forma en menos de cuatro horas y tiene una
características mecánicas similares a las de aluminio, pero a una quinta parte
el costo, según sus creadores.
Estos gigantescos girasoles de alta tecnología,
desarrollados por la compañía con sede en Suiza Airlight Energy
(www.airlightenergy.com), en asociación con IBM Research (www.research.ibm.com)
son capaces de concentrar la radiación solar 2.000 veces y convertir el 80 por
ciento de esa radiación en 12 kilovatios de energía eléctrica y 20 kilovatios
de energía calorífica en un día soleado.
Esto es suficiente como para abastecer el
consumo de varios hogares promedio, según sus desarrolladores.
La parte interior cóncava de la antena
parabólica está cubierta con 36 espejos elípticos hechos de una delgada lámina
de plástico reciclable con un recubrimiento de plata, ligeramente más gruesa
que la envoltura de las barras de chocolate, y que luego son curvados, señalan
desde IBM Research-Zurich (Suiza).
Según la misma fuente, esta superficie espejada
concentra la radiación solar al reflejarla en varios receptores refrigerados
por agua, mediante un sistema de microcanales inspirado en los vasos sanguíneos
del cuerpo humano, y cada receptor incluye una gran cantidad de "chips
fotovoltaicos multiunión".
SISTEMA PROTEGIDO Y ANIMALES A SALVO
Estos dispositivos de un centímetro cuadrado
cada uno y similares a los utilizados en los satélites en órbita, transforman
la energía solar concentrada que reciben en electricidad con una potencia
eléctrica de hasta 57 vatios en un típico día soleado, según IBM Research-Zurich.
Los espejos y el receptor están encerrados con
una gran caja de plástico transparente inflado para protegerlos de la lluvia y
el polvo, y este recinto también evita que las aves y otros animales corran
peligro de entrar en contacto con el sistema y sean dañados.
Según IBM, todo este sistema se asienta en una
plataforma de seguimiento avanzada, que posiciona el plato parabólico en el
mejor ángulo para capturar los rayos del sol a lo largo del día.
Con esta tecnología, los investigadores creen
que se podrá producir un alto volumen de energía eléctrica y térmica con un
coste de dos a tres veces más bajos que los sistemas fotovoltaicos comparables.
"Con el HCPVT estamos marcando el comienzo
de una nueva generación de tecnología de energía solar", señala el doctor
Gianluca Ambrosetti, jefe de Investigación de Airlight Energy con
responsabilidades en la construcción de estas flores de alta tecnología, que
serán capaces de operar durante 60 años con un mantenimiento adecuado y
reemplazando cada 10-15 años sus espejos y cada 25 años, sus receptores o
células fotovoltaicas.
"Además de generar electricidad, el
sistema HCPVT también puede complementarse con más equipos, para desalinizar el
agua salada, así como para generar aire acondicionado obtenido a partir de su agua
caliente", añade Ambrosetti.
Según Airlight Energy, estos girasoles
fotovoltaicos podrían contribuir a mejorar la situación de los alrededor de
1.300 millones de personas, en torno al 20 por ciento de la población mundial,
que todavía no tienen acceso a la electricidad, la mayoría de las cuales se
concentran en el África subsahariana y los países asiáticos en vías de
desarrollo y habitan en zonas rurales, y también podría ser una opción para los
más de 780 millones de personas que no cuentan con agua potable.
TECNOLOGÍA QUE APROVECHA EL ‘EFECTO LUPA’
“Un concentrador solar es básicamente una lupa,
que junta la luz del sol hacia un punto denominado focal, mediante una óptica
que puede ser una lente o un espejo parabólico. En ese punto focal se colocan
las celdas fotovoltaicas que transforman la radiación solar en energía
eléctrica”, explica a Efe desde Suiza, Stephan Paredes, investigador de IBM
Research-Zurich.
"Habitualmente, esos concentradores o
“celdas de alta eficiencia” solo convierten un 40 por ciento de la energía
entrante en electricidad, mientras que el resto se encuentra como energía
térmica, por lo cual el sistema se tiene que refrigerar", añade.
Según Paredes, para que esto no haga más caro
al sistema están usando una refrigeración más eficaz que permite enfriar a
altas temperaturas, lo que permite juntar la energía térmica para que pueda ser
reutilizada en otros procesos como la purificación de agua.
“Eso hace que se pueda aprovechar hasta el 80
por ciento de la radiación solar capturada”, destaca Paredes.
Para entender mejor qué significa el que este
sistema pueda concentrar la radiación solar 2000 veces, Paredes indica a Efe,
que la unidad de medida de la radiación solar es W/m2 (vatios por metro
cuadrado) y se puede medir convirtiendo la energía de radiación en energía
térmica.
“Para calcularla en los sistemas de
concentración solar, se toma una placa de metal refrigerada con agua y se mide
la temperatura de entrada y de salida del líquido. Teniendo en cuenta el
volumen de flujo de agua, se puede calcular la cantidad de energía acumulada,
que es proporcional a la irradiación solar”, señala.
Según este investigador de IBM, los sistemas
tradicionales de alta concentración solar tienen costos elevados por dos
razones principales: porqué su óptica es cara y porque cada celda fotovoltaica
es independiente, por lo que tiene que ser refrigerada e interconectada por
separado, lo que aumenta los costos.
"En cambio, nuestro sistema usa ópticas de
bajo costo con un solo concentrador para todas las celdas solares y, por lo
tanto, solo son necesarios un sistema óptico y uno de refrigeración”, dice.
"Los primero prototipos industriales de
este sistema estarán disponibles en 2016, y sus principales aplicaciones serán
en dos campos: los mercados emergentes, donde los costos de energía son altos y
escasea el agua potable; y los mercados desarrollados, en lugares donde los
precios del terreno son altos o sean necesarias las certificaciones de
"green building" (edificio “verde” o sostenible y respetuoso del
medioambiente)", adelanta Paredes.
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