Ingenieros crean paneles solares que generan electricidad por la noche

Si tuviéramos que señalar un escollo de la energía solar, ese sería el hecho de que la electricidad solo se puede generar durante el día. Ahora, un nuevo desarrollo espera cambiar esto. Ingenieros de la Universidad de Stanford han ideado un tipo de panel solar que funciona de noche, tiempo durante el cual es capaz de generar suficiente energía para cargar un teléfono o hacer funcionar una luz LED.

Crédito de la imagen: Wikipedia Commons.

La energía solar se recolecta cuando el sol irradia energía hacia un panel solar. Cada panel tiene un conjunto de celdas solares hechas de capas de material semiconductor. Cuando el sol brilla sobre este material, crea un flujo de electricidad. Contabilización solar para el 3,1% de la generación eléctrica global en 2020, creciendo un 23% respecto a 2019.

Terminado mil millones de personas aún carecen de acceso a la red eléctrica. La energía solar puede proporcionar una fuente de electricidad renovable fuera de la red, pero su principal inconveniente es que produce energía solo durante el día. En muchas áreas rurales que dependen de sistemas solares fuera de la red, esto significa instalar baterías de almacenamiento para recolectar energía durante el día y almacenarla para tener suficiente por la noche. Sin embargo, tales baterías pueden ser prohibitivamente caras. Pero puede haber otra manera.

Cuando sale el sol, los paneles solares irradian calor al espacio exterior, que tiene una temperatura de alrededor de tres kelvin (-270,15 ºC) a medida que el calor viaja en la dirección de temperaturas más bajas. Esto hace que el panel solar sea más frío que el aire de la noche, una diferencia de temperatura que, según los investigadores, podría usarse para producir energía solar.

Un panel solar alternativo

Shanhui Fan de la Universidad de Stanford y su equipo ensamblaron una celda solar lista para usar y agregaron un generador termoeléctrico. Este es un dispositivo que produce corrientes a partir de la diferencia de temperatura entre el aire ambiente y la propia celda solar. “El panel solar resultó ser un radiador térmico muy eficiente”, dijo Fan en un comunicado.

La celda solar modificada pudo generar una potencia de salida de 50 milivatios por metro cuadrado, que es el 0,04% de la potencia de salida de una celda solar durante el día. Sin embargo, sigue siendo una cantidad útil de energía, suficiente para alimentar dispositivos como un cargador de teléfono móvil o una luz LED de bajo voltaje. Y todavía hay mucho margen de mejora.

“Ninguno de estos componentes fue diseñado específicamente para este propósito”, dijo Shanhui Fan en un comunicado, con la esperanza de optimizar los componentes termoeléctricos. “Entonces, creo que hay margen de mejora, en el sentido de que, si uno realmente diseñara cada uno de estos componentes para nuestro propósito, creo que el rendimiento podría ser mejor”.

Lo que probablemente sea más relevante de este enfoque es que los usuarios de energía tendrían una fuente de energía directa durante la noche sin necesidad de almacenar baterías, ya que las baterías pueden ser costosas y no confiables, dijeron los investigadores. También requieren mucha energía para fabricarse y pueden contaminar el medio ambiente si no se desechan adecuadamente.

Sin embargo, el rendimiento actual de 50 milivatios significa que es poco probable que los paneles solares modificados reemplacen la infraestructura energética existente, al menos por el momento. Serán útiles para ubicaciones fuera de la red para llevar a cabo ciertas tareas de bajo consumo. Fan espera algún día escalar el sistema para tener un producto comercial en el mercado.

El estudio fue publicado en la revista Letras de Física Aplicada.