Crean paneles solares que generan electricidad durante la noche

La principal limitación de la energía solar es que cuando cesa la radiación a consecuencia de la llegada de la noche, esta se se torna inexistente y las instalaciones fotovoltaicas se vuelven inútiles durante horas.

Pero, ¿y si fuera posible seguir produciendo energía eléctrica con paneles solares durante la noche? En ello han estado trabajando intensamente un equipo de ingenieros de la Universidad de Stanford liderados por Sid Assawaworrarit, Zunaid Omair y Shanhui Fan.

«No es una gran cantidad, pero hay muchas aplicaciones en las que ese tipo de energía en la noche sería útil»

Pero esto no se debe a la adición de baterías que permitan acumular el excedente de energía generada durante las horas de luz solar durante el día, sino a través de la propia capacidad de los paneles para seguir siendo productivos durante las largas horas nocturnas.

El fundamento que hace posible capturar energía de noche

Según los estudios, la Tierra recibe constantemente una enorme cantidad de energía del Sol, unos 173.000 teravatios. Las nubes, las partículas en la atmósfera y las superficies reflectantes, como las montañas cubiertas de nieve, reflejan inmediatamente el 30% de esa energía hacia el espacio. El resto termina calentando la tierra, los océanos, las nubes, la atmósfera y el resto del planeta.

Pero esa energía no se queda aquí. Excepto por el calor adicional que los gases de efecto invernadero han estado atrapando una vez que los humanos comenzamos a quemar grandes cantidades de combustibles fósiles desde la Revolución Industrial, la Tierra envía tanta energía como la que recibe. Es por eso que el planeta emite una cantidad de energía verdaderamente inmensa en forma de radiación infrarroja.

Cada semana analizamos la actualidad del motor, la energía y la Fórmula 1 en nuestro canal de Twitch.

«Es una especie de luz», dice Assawaworrarit. La radiación infrarroja que brilla desde la Tierra cálida (o cualquier otra cosa) tiene longitudes de onda que son demasiado largas para que los ojos las vean, pero transporta energía. De hecho, más de la mitad de la cantidad total de energía solar que llega a la Tierra pasa por este proceso y finalmente regresa al espacio.

Así funcionan los paneles solares nocturnos

Lo que han hecho Assawaworrarit y sus colegas es idear una nueva forma de capturar esa energía a medida que abandona el planeta. No son los primeros en usar un generador termoeléctrico para capturar este tipo de energía, ya que científicos de UCLA ya realizaron una de las primeras grandes innovaciones en este campo en 2019.

Pero al integrar esta nueva tecnología con paneles solares que generan electricidad durante el día, los investigadores han dado un importante paso adelante al hacer posible que la gente común capture esta energía por sí misma.

El dispositivo en cuestión incorpora un generador termoeléctrico que es capaz de aprovechar la diferencia de temperatura existente entre el aire ambiental y la célula solar del panel fotovoltaico para generar electricidad. Y es que, durante la noche, las células solares irradian calor que escapa a la atmósfera, lo que hace que su temperatura acabe siendo ligeramente inferior a la ambiental.

Este dispositivo desarrollado por los ingenieros de Stanford utiliza un módulo termoeléctrico que genera tensión y corriente eléctrica a partir del gradiente de temperatura, algo posible gracias al diseño térmico del sistema que cuenta con un lado caliente y otro frío.

Barato y eficiente

Como es lógico, la cantidad de electricidad generada durante la noche es muy inferior a la que es posible producir durante las horas de luz, pero en cualquier caso es capaz de producir, por ejemplo, energía suficiente para iluminar una vivienda, según el estudio.

En una noche despejada, el dispositivo que Assawaworrarit probó en la azotea de Stanford genera aproximadamente 50 mW/m2. «Creo que es probablemente un número récord», dice, asegurando además que con un par de mejoras y en una buena ubicación un dispositivo de este tipo podría generar el doble de esa cantidad de electricidad.

«El límite teórico es probablemente de uno o dos vatios por metro cuadrado. No es una gran cantidad, pero hay muchas aplicaciones en las que ese tipo de energía en la noche sería útil», amplía.

Además, el equipo de ingenieros de Stanford certifica que este sistema funciona de manera óptima tanto de día como de noche, siendo también de instalación sencilla y económica incluso sobre paneles solares ya en uso.

Fuente: Interesting Engineering