En china se están gestando nuevas formas de obtener energía solar que puede implicar la extinción de los paneles solares.
En artículo anterior se hizo referencia a la tendencia, beneficios y formas de instalar paneles solares en las casas para proveer a los hogares de energía limpia de manera autónoma. Sin lugar a dudas, por efectos del cambio climático y el efecto invernadero el planeta desde hace ya varias décadas viene reclamando la masificación y diversificación de energías renovables para que los humanos nos proveamos de energía que permita el desarrollo de las diversas actividades que la demandan, ante la creciente evolución de las condiciones de vida y de las necesidades humanas.
Desde hace décadas también se ha venido desarrollando como una de las alternativas -entre otras- para proveerse de energía distinta a la forma convencional que se masificó con la revolución industrial, la captación de energía solar a través de la tecnología de los paneles solares, que sin duda ha implicado un impacto importante en la amortiguación de los efectos de la industrialización y la urbanización en el medio ambiente planetario.
En un momento en el que esta tecnología viene cogiendo mucho vuelo a nivel global, el gigante asiático, China, recientemente reanudó un proyecto y dio inicio a uno nuevo que prometen relegar la tecnología fotovoltaica localizada que no permite la captación en las noches o en momentos de la presencia de nubes, lo que exige incorporar una, varias o grandes baterías acumuladoras cuando se requiere que el suministro de energía sea constante.
Pues bien, China con estos proyectos se propone innovar en la generación de energía eléctrica y térmica a partir de la radiación solar. El primero es un método novedoso que parte de un medio que ya existe desde hace décadas en el espacio sideral como los paneles solares de las estaciones espaciales y los satélites artificiales. Recuérdese que dichas estaciones y satélites se nutren de energía de manera permanente gracias a los paneles solares que hacen parte de su estructura, al estar por encima a bastante distancia de donde se ubican los bancos de nubes. El segundo consiste en un proyecto también novedoso que pretende generar dispositivos que recogen energía solar de noche.
La clave del primer proyecto oriental radica en que pretende hacer llegar la energía que se capta del sol en una parte bastante alta de la atmosfera terrestre donde se ubican estaciones y satélites a la superficie de la tierra de manera continua sin importar si es de día o noche o si el firmamento en la parte más baja de la atmosfera se encuentra cubierta por una masiva nubosidad, mientras que el otro se trata de un Generador Termoeléctrico -TEG, por sus siglas en inglés- que se alimenta de energía solar.
Acumulador Inalámbrico de Energía Solar
Después de ser suspendido por varios años debido a diferentes presiones tanto económicas como políticas, este proyecto que inició en 2011, se reactivó recientemente y se encuentra en pleno desarrollo. Según Parra (2021) se trata de una estación espacial que convertirá la luz del sol rebotada en nuestro planeta en energía eléctrica. La estación acumulará energía del sol de manera inalámbrica de las estaciones de energía de paneles solares en órbita.
Según el Diario Digital Alemán Deutsche Welle (2022) los científicos chinos han concluido la primera prueba terrestre de instalación de la que será la futura estación de energía solar espacial (SSPS) denominada Zhuri.
Reseña el mismo diario que se trata de una tecnología de punto de acceso que habilita un sistema de generación de energía basado en el espacio que se utiliza para recolectar energía solar antes de convertirla en electricidad y luego en microondas para aprovechar la mayor y constante luminosidad del sol fuera de la atmósfera. Luego, la energía en microondas debe ser transmitida y recolectada por la antena receptora en el espacio o en la superficie de la tierra, que convierte las microondas nuevamente en electricidad.
En el campus de la universidad de Xidian -la que lleva a cabo la investigación- se encuentra una estructura de acero de 75 metros de altura que es la estación de prueba terrestre de Zhuri.
A decir de Parra se tiene previsto que esta sea la primera central de electricidad a gran escala del país asiático de la que se harán diferentes pruebas en diferentes etapas para entender mejor esta nueva forma de obtener energía y se espera que para el año 2050 el gigante asiático tenga una estación de energía solar comercial espacial en pleno funcionamiento.
El mayor reto al que se enfrenta el equipo investigador es el de minimizar la pérdida de energía durante los cambios de energía solar a microondas a electricidad. Para ello, han trabajado en ajustar los ángulos de la enorme lente colectora a la luz de altitud solar, lente que en su punto céntrico contiene conjuntos de células solares vinculadas a antenas transmisoras. Las pruebas de las antenas que entregan microondas de forma remota a las receptoras pasaron con éxito el examen el pasado 5 de junio de 2022.
Generador Termoeléctrico, TEG
Se trata de un nuevo dispositivo termoeléctrico que capta la energía solar en días nublados y de noche creado por un grupo de investigadores chinos. La energía solar fotovoltaica se ha expandido por todo el planeta pero aún se enfrenta al obstáculo que le impone la nubosidad en el día y la ausencia de luz solar en la noche. Pero para salvar este obstáculo ya se vienen desarrollando paneles que también recogen energía por la noche al igual que alternativas como este innovador dispositivo que aísla las casas para tener la temperatura sin gastar energía en calefacción o climatización.
En esta misma dirección va el dispositivo chino que se presenta como Generador Termoeléctrico, que según Marinero (2023) puede generar electricidad las 24 horas del día de manera ininterrumpida utilizando el calor del sol y un elemento radiativo que libera calor en el aire. El mismo refiere el estudio publicado por la revista científica Optics Express en el que los investigadores liderados por el Ingeniero Jing Liu demuestran que este TEG es capaz de generar simultáneamente el calor y frio necesarios para crear una diferencia de temperatura, por lo que este dispositivo se habilita para funcionar como una fuente de energía pasiva.
Científicamente este mecanismo funciona con base en los dispositivos termoeléctricos que al experimentar una diferencia de temperatura, los electrones fluyen de la parte caliente a la fría generando una corriente eléctrica. Pero Marinero advierte que hasta ahora los avances en su desarrollo han identificado el problema de que esa diferencia es limitada e inestable, lo que reduce su viabilidad.
Mas sin embargo anticipa que la misma investigación ya ha encontrado la solución en dos componentes complementarios: Uno es el llamado Absorbedor Solar de Banda Ultrahancha (UBSA) compuesto por finísimas capas de óxido de silicio y titanio, y es el encargado de maximizar la captación de la luz solar y de calentar un lado del generador para producir diferencias de temperatura de hasta 12,6 grados centígrados. El otro es el Emisor de Refrigeración Radiactiva Planar (RCE) que es el que enfría el otro lado. Anota que los dos elementos pueden aplicarse a un sustrato flexible lo que permitirán que los TEG se adapten a distintos lugares y alimenten también dispositivos portátiles.
El equipo investigador realizó pruebas experimentales al aire libre para someterlo a distintas condiciones ambientales las que le permitieron comprobar que el dispositivo tiene la capacidad de generar electricidad de manera continua en el día, la noche y en presencia de nubosidad. Pero Marinero anota que en cuanto a la potencia hasta hora registrada los resultados son discretos en tanto que en condiciones diurnas despejadas, el dispositivo consiguió un pico de tensión de 166,2 mV, suficiente para alimentar a un pequeño sensor o dispositivo de bajo consumo, mientras que durante una noche despejada y un día nublado generó 14,7 mV y 95 mV, respectivamente.
Finalmente el mismo anota que el equipo sigue trabajando en la potenciación y maximización del dispositivo, hasta establecer si realmente puede llegar a ser una fuente alternativa de generación de energía sustentable.
La transformación de energía solar en energía eléctrica mediante un proceso inalámbrico remoto de rebote a través de microondas y de un sistema termoeléctrico con base en tecnología moderna que se contrapone a la clásica activa o mecánica, no solo asegura otras fuentes de energía, sino que también representan alternativas altamente amigables con el medio ambiente mientras que prestan un servicio de inconmensurables dimensiones a la humanidad.
Estos dos avances tecnológicos no solo prometen la incorporación de novedosas tecnologías sustentables de transformación de energía solar en energía eléctrica y en térmica, sino que también pueden relegar a un segundo plano, cuando no conducir a la extinción, de los paneles solares convencionales, que al parecer tienen sus días contados.
Referencias
- Deutsche Welle. 2022. China completa pruebas en tierra para la construcción de una central solar en el espacio. Deutsche Welle, 22 de junio de 2022. https://www.dw.com/es/china-completa-pruebas-en-tierra-para-la-construcci%C3%B3n-de-una-central-solar-en-el-espacio/a-62224592
- Marinero , Ismael. 2023. El ingenioso invento que jubilará a las placas solares: genera energía de noche y en días nublados. El Español, 23 de abril de 2023. https://www.elespanol.com/omicrono/tecnologia/20230423/ingenioso-invento-jubilara-placas-solares-energia-nublados/757424317_0.html#:~:text=Investigadores%20de%20varias%20universidades%20chinas,d%C3%ADas%20nublados%20y%20de%20noche.&text=La%20energ%C3%ADa%
- Parra, David. 2021. Tecnología. AZ Adsl Zone, 17 de agosto de 2021. https://www.adslzone.net/noticias/tecnologia/china-sistema-obtencion-energia-solar-noche/
