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Desarrollan celdas solares que pueden funcionar de noche

En la revista Applied Physics Letters, investigadores de la Universidad de Stanford publicaron un estudio sobre una celda fotovoltaica que recolecta energía solar durante el día y la noche, evitando el uso de baterías.

Panel solar nocturno
El dispositivo hace uso de la fuga de calor de la Tierra hacia el espacio, energía que está en el mismo orden de magnitud que la radiación solar entrante.

Las celdas solares o paneles fotovoltaicos, proporcionan energía durante el día, pero ahorrar energía para su uso posterior requiere un almacenamiento de energía sustancial. Durante la noche, las células solares irradian y pierden calor a la atmósfera, alcanzando temperaturas unos pocos grados por debajo de la temperatura ambiente.

El dispositivo en desarrollo utiliza un módulo termoeléctrico para generar voltaje y corriente a partir del gradiente de temperatura entre la celda y el aire. Este proceso depende del diseño térmico del sistema, que incluye un lado caliente y un lado frío.

"Se pretende que la termoeléctrica tenga muy buen contacto tanto con el lado frío, que es la célula solar, como con el lado caliente, que es el medio ambiente", dijo el autor del estudio, Sid Assawaworrarit. "Si no tienes eso, no podrás obtener mucha energía de este mecanismo".

Nueva forma de generar energía

La instalación es económica y, en principio, podría incorporarse a las células solares existentes. También es simple, por lo que es factible construir en ubicaciones remotas con recursos limitados.

"Lo que pudimos hacer aquí fue construir todo a partir de componentes listos para usar, tener muy buen contacto térmico y lo más costoso de toda la instalación fue la termoeléctrica en sí", dijo uno de los autores, Zunaid Omair.

El uso de electricidad por la noche para la iluminación requiere unos pocos vatios de potencia. El dispositivo actual genera 50 milivatios por metro cuadrado, lo que significa que la iluminación requeriría alrededor de 20 metros cuadrados de área fotovoltaica.

"Ninguno de estos componentes fue diseñado específicamente para este propósito", dijo el autor Shanhui Fan. "Así que creo que hay margen de mejora, en el sentido de que si cada uno de estos componentes estuviera realmente diseñado para nuestro propósito, creo que el rendimiento podría ser mejor”.

Esta nueva celda solar tiene un bajo costo de instalación ya que se puede insertar en paneles fotovoltaicos existentes y es capaz de producir energía para ser utilizada durante la noche.

El equipo tiene la intención de optimizar el aislamiento térmico y los componentes termoeléctricos del dispositivo. Están explorando mejoras de ingeniería en la propia célula solar para mejorar el rendimiento del enfriamiento radiativo sin influir en su capacidad para recolectar energía solar.