Células solares más delgadas y flexibles que nunca

La empresa norteamericana Semprius (Carolina del Norte) está a punto de producir las células solares más delgadas nunca hechas hasta el momento. Producto de la investigación de un profesor de la Universidad de Illinois, John A. Rogers, las células serán una décima parte del grosor de las que componen un panel convencional y lo suficientemente flexibles para adaptarse a cualquier superficie, incluso a la ropa.

Según el New York Times, Semprius busca introducir el uso de células solares en una variedad de lugares hasta ahora inéditos, como techos solares para los coches, toldos o incluso camisetas y otras prendas de vestir.

La nueva tecnología es el resultado del trabajo de Rogers y sus colegas para desarrollar una manera de imprimir células ultra-delgadas, flexibles y transparentes sobre plásticos, telas y otros materiales. Si la tecnología tiene éxito, puede dotar a la industria solar de alternativas a las células rígidas que existen en la actualidad: podrían imprimirse en rollos para utilizarse posteriormente en distintos usos o sobre telas con las que fabricar camisetas u otras prendas capaces de generar energía mientras las llevas puestas. Las células son tan delgadas y flexibles que pueden recubrir completamente un lápiz o un bolígrafo.

Esta nueva tecnología podría abrir un mundo de nuevas posibilidades para la energía solar fotovoltaica, sobre todo, en términos de versatilidad.

Grafeno sustituto del silicio.

Imagen coloreada de hojas de grafeno con microscopio de efecto túnel. (Science/AAAS)

A medida que el silicio llega a su límite, la industria de semiconductores busca nuevos materiales con los que fabricar chips más rápidos.

El grafeno es uno de esos materiales. Un enrejado de átomos de carbono por el que los electrones se mueven cien veces más veloces que en el silicio a la temperatura ambiente.

Kostya Novoselov fabricó por primera vez grafeno en el laboratorio en 2004, en la Universidad de Manchester, y en julio de 2008, la revista del MIT, Technology Review, publicaba que los científicos acababan de concluir que se trata del material más resistente conocido.

Una malla de grafeno de un átomo de espesor demuestra su resistencia soportando la presión de un punzón de diamante

Los investigadores han publicado hasta la fecha diversas teorías sobre el origen de las exóticas propiedades de este material, y ahora se ha dado un gran salto en su reconocimiento a nivel subatómico.

Se han fijado, por ejemplo, en sus importantes propiedades eléctricas, porque saber más de ellas ayudará en la fabricación de mejores transistores y otros dispositivos a gran escala, entrando a ocupar el interior de nuestros ordenadores portátiles y teléfonos móviles.

Un estudio publicado esta semana en Science ofrece una visión del origen de esas fantásticas propiedades electrónicas del grafeno. Usando una máquina especialmente diseñada para conseguir imágenes de resolución extremadamente alta, espectroscopia de efecto túnel, investigadores del Georgia Tech y del National Institute of Standards and Technology, siguieron el movimiento de los electrones en este material y encontraron que en el grafeno, los electrones se comportan como fotones: mientras no se muevan a la velocidad de la luz, es como si no tuvieran masa. Pero ese comportamiento se torna raro cuando el material es expuesto a un fuerte campo magnético. En metales y otros materiales convencionales, las campos magnéticos hacen que los electrones orbiten en niveles de energía a espacios regulares, pero cuando se pone el grafeno en un campo magnético, los niveles de energía ya no se encuentran a espacios regulares.

Aunque no se han realizado mediciones tan detalladas como antes, debido a que las muestras de grafeno no eran de muy alta calidad, los investigadores esperan sacar pronto provecho del descubrimiento.

La planta solar mas grande del mundo

La compañía de energía eléctrica Sun de Mojave (Mohave Sun Power) está planeando un proyecto en el condado que comenzaría su construcción en el último cuatrimestre del 2010. Utilizará 4.000 acres de la región y empleará energía solar concentrada.

Mitchell Dong, CEO de la compañía de energía eléctrica, explicó algo acerca de la tecnología: “Es un conducto, un canal parabólico o una U en forma de espejo que refleja o concentra la luz solar por un factor de 100 a este tubo delgado de fluído de transferencia. En este caso, se trata de un aceite sintético calentado a 800 grados por la luz del sol. Hay filas y filas de estos colectores y este aceite de 800 grados es bombeado a un bloque del motor central, a una ubicación central donde este aceite caliente va a una caldera. Hace vapor y maneja una sola turbina de vapor”.

Por supuesto, toda la instalación completa utilizaría muchas secciones de canales parabólicos. La energía que generara la planta la comprarían California, Nevada, Arizona y Colorado.

Si la planificación y procesos de construcción fueran despacio y sin inconvenientes, la planta podría estar comenzando a producir electricidad para el año 2013. La planificación, en realidad, ha estado marchando desde hace algún tiempo.

“Hemos estado trabajando en esto desde hace un año”, dijo Buster Johnson, Supervisor del condado de Mojave. El condado de Mojave ya ha tenido un proyecto diferente de 200 MW planeado para la construcción. Éste que es más grande dependerá de un estímulo de dinero federal para la financiación.

Si es aprobado y financiado, el proyecto podría generar un estimativo de 1.500 puestos de trabajo durante la fase de construcción y se requiren 100 empleados para cuando esté operativo. Una planta tan grande generaría, también, recaudaciones tributarias locales. El coste de construcción se estima en dos mil millones de dólares (un proyecto de energía nuclear que requiriese dos reactores podría costar 17 mil millones).

Además de la planificación y los desafíos de la financiación, el proyecto debe abordar la necesidad de una gran cantidad de agua usada con propósitos de enfriamiento. La capacidad de energía solar actual de los Estados Unidos supera los 9.000 MW, y está en constante crecimiento.

La escasez del Carbón

Según cálculos del Instituto de Tecnología de California queda la cuarta parte de carbón del que se estimaba hasta ahora y al ritmo de extracción en 2025 empezará a escasear.

A pesar de que el carbón es actualmente la materia prima para la obtención de energía que más emisiones de CO2 produce y tanto se quiere combatir, el carbón no deja de utilizarse e incluso se aumenta su consumo en países como India y China (y además de mala calidad que produce aún más CO2).

Así que para esa fecha se espera una crisis energética y económica importante. No sé si los nuevos cálculos son más fiables que los anteriores, pero el Mundo necesitará correr mucho para disponer de una alternativa de producción de energía para tan sólo dentro de poco más de 15 años.

Fuente: Biocarburante.

Nuevo sistema de energia solar

Un equipo de investigadores de la Universidad de Lleida han patentado un nuevo sistema de energía solar que puede integrarse a la fachada y techo de los edificios para producir electricidad, calor y frío.

El sistema ha sido diseñado por Daniel Chemisana, miembro del grupo de investigación de Agrometeorología y Energía para el Medio Ambiente de la Universidad , grupo que dirigen los profesores Manel Ibáñez, y Joan Ignasi Rosell.

La Universidad de LLeida ya ha obtenido la patente nacional del producto y esta tramitando la patente internacional de este sistema que consiste en una lente estacionaria y un absorbedor lineal que concentra la luz solar para generar después energía. Gracias al sistema de concentración se reduce el espacio que usualmente necesitan los paneles solares tradicionales que se mueven buscando la luz del sol.

Imagen por Construible.es

El módulo solar desarrollado por Chemisana tiene una eficiencia muy superior a los módulos solares convencionales, pues producen la misma cantidad de energía que los paneles convencionales utilizando sólo un 10% de su superficie. Esto permite ahorrar mucho espacio y costos de instalación. Según el profesor Rosell estos paneles pueden alcanzar y superar un nivel de eficiencia de conversión del 60 %.

Además este sistema puede usarse para generar frío por medio de la conexión de una bomba de calor al sistema.

Rosell destaca que el diseño de estos paneles permite una integración completamente armónica con la fachada y los techos de los edificios, sin producir casi ningún impacto visual negativo.

El prototipo ha sido financiado por el CIDEM y cuenta con el apoyo del Trampolín Tecnológico de la Universidad. Los investigadores de LLeida esperan que este listo para comercialización en el plazo de un año.

AISO. Datacenter 100% solar

En Romoland, California (EEUU), se encuentra la sede de AISO, un proveedor de hosting -hospedaje de páginas web- que funciona exclusivamente con energía solar. La energía necesaria la producen los 120 paneles instalados en la cubierta del centro de datos que alberga los servidores. La electricidad se convierte a corriente alterna y el exceso se almacena en baterías. Pero hay más.

El sistema de refrigeración utiliza agua para enfriar el aire sin producir humedad y con apenas 600 vatios de consumo. El consumo de agua –que es bastante grande, unos 40.000 litros al año– es recogida de la lluvia y conducida a unos grandes depósitos para de ahí pasar a utilizarse en el sistema de refrigeración. La mitad del agua utilizada vuelve a los tanques para volver al circuito de refrigeración.

Además de estas medidas, el centro de datos está construido y aislado para reducir al máximo el consumo de calefacción e iluminación, aprovechando al máximo la luz del sol (iluminación natural) y utilizando lámparas LED de muy bajo consumo.

Paneles solares low cost

La Comisión Europea presentará en junio las primeras placas solares ‘low cost’ del mercado, unos paneles que presentan una mayor eficiencia energética, según anunció hoy el doctor en Física de la Universidad de Utrecht (Holanda) y director del proyecto, Wim Sinke, durante las jornadas científicas ‘Research Connection’ de la CE celebradas hasta hoy por la tarde en Praga (República Checa).

El proyecto, denominado ‘Crystal Clear’ y cofinanciado por la CE, integra a una veintena de empresas, entre las que se encuentran las españolas Isofotón y BP Solar España, y ha sido desarrollado por un consorcio compuesto por 16 organizaciones privadas, universidades e institutos de investigación, bajo la coordinación del Centro de Investigación Energética (ECN) de los Países Bajos.

Según los expertos, la energía solar es necesaria para construir en el futuro un sistema energético sostenible. En este sentido, la familia de las tecnologías solares, y más concretamente, la conversión fotovoltaica (PV) ocupa un lugar “especial” gracias a su versatilidad, puede ser empleado tanto en estructuras a gran escala como para sistemas energéticos situados en emplazamientos particulares. Hoy en día, la mayor barrera que presenta esta tecnología son los altos costes de fabricación.

Así, esta iniciativa se basa en la utilización de estructuras de silicio que, pese a su reducido precio y escaso grosor (de 0,10 a 0,15 milímetros), resultan altamente eficientes en la obtención de energía. De esta forma, se reducen los costes de producción por módulo a un euro por vatio-pico o ‘wp’ (unidad de medida que expresa la potencia normalizada de un módulo fotovoltaico), lo que supone menos de la mitad del coste de referencia al inicio del proyecto, además de mejorar la sostenibilidad de los módulos.

A juicio de los científicos, ‘Crystal Clear’ ha conseguido un récord mundial en eficiencia fotovoltaica a partir de sus módulos solares, gracias a la estructura de células interconectadas entre sí a lo largo de todo el panel solar fotovoltaico, que permite una “importante” mejora en los módulos de conversión eficiente, explicó Sinke. Finalmente, comentó que construir estos paneles solares presenta su mayor coste en las estructuras de silicio. Sin embargo, su precio ‘low cost’ es debido a la simplificación del proceso de manufacturación de los módulos.

“La combinación de una más eficiente fabricación permite un menor gasto en los módulos así como en la generación de energía solar”, explicó el experto, al tiempo que señaló que la CE financia 16 de los 28 millones de euros necesarios para su desarrollo. Esta iniciativa, que pertenece al sexto Programa Marco de la Comisión Europea, comenzó en enero de 2004 y está previsto que finalice el próximo mes de junio.

Wind Energizer

Leviathan Energy nos ofrece una nueva manera de mejorar la eficiencia de los aerogeneradores que no se basa ni en el tamaño, ni en el ángulo de ataque de las palas. Wind Energizer es una estructura con forma de donut compuesta por plástico y acero que se instala en la base del aerogenerado para maximizar la velocidad del viento.

El ‘energizador de viento’ puede adaptarse a cualquier tamaño de aerogenerador. La forma y el tamaño de la estructura depende de la altura, longitud de las palas, dirección y fuerza del viento. Una vez con esos datos, Leviathan construye el Wind Energizer a la medida para canalizar y acelera el viento contra las palas.

Las pruebas iniciales han demostrado un incremento de un 20-40% de potencia de salida comparado con las turbinas de control. A velocidades de viento menores, el Wind Energizer parece tener aún un efecto mayor, incrementando el rendimiento en un 150%, según dicen.

La empresa afirma que el Wind Energizer se autofinancia en cuatro o cinco años y los costes de mantenimiento del aerogenerador disminuyen ya que el dispositivo equilibra la fuerza del viento evitando golpes bruscos.

Las pruebas han sido realizadas con aerogeneradores pequeños de momento, por lo que habrá que esperar a ver los resultados en los de tamaño grande.

CO2 bajo tierra en centrales britanicas

Según informa el diario elmundo.es en Reino Unido han decidio que las nuevas centrales térmicas que se pongan en marcha deberán deshacerse de todo el CO2 que produzcan. Las actuales centrales térmicas deberán enterrar el 25% de sus emisiones de CO2, y para el 2025 el 100%, fecha para la cual esperan que la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CCS) esté plenamente desarrollada.

Pero se enfrentan a varios problemas:

• la captura y enterramiento del CO2 cuesta energía, tanta como un 30-40% de la producción total, lo que en el caso de Reino Unido podría suponer un aumento del 2% en el recibo de la luz (siempre según información de elmundo.es)
• los ecologistas temen que se autoricen nuevas centrales térmicas de carbón bajo esta normativa y que después si no se puede enterrar el CO2 o bien no se pueda capturar.

Yo añado que si para 2012 sólo habrá una docena de centrales térmicas piloto de carbón con tecnología de secuestro de carbono, para el 2025 vamos a tener que correr mucho y gastarnos mucho dinero para sustituir todas las centrales térmicas de carbón por nuevas centrales que capturen el CO2.

España conecta la Torre Solar más grande del mundo

En Sevilla, la torre solar más grande del mundo comenzó a generar electricidad inyectándola en la red. La planta PS20 tiene una capacidad de 20 MW y aportará energía suficiente para el abastecimiento de 10.000 hogares.

La planta dispone de 1.255 espejos (cada uno de los cuales ocupa 120 m2) que concentran la radiación solar en una torre de 161,8 metros. El calor hace hervir el agua produciendo vapor y el vapor hace girar una turbina produciendo electricidad.

La PS20 es la segunda Torre Solar que se pone en marcha en España, la primera tiene una capacidad de generación de 10 MW. Estar torres forman parte de un ambicioso proyecto de Abengoa que incluye también la realización de otras cuatro plantas de 50 MW mediante concentradores cilindro-parabólicos (sin torre). Todo el proyecto debe entrar en funcionamiento en 2013.

España ya es el segundo productor mundial de energía solar fotovoltaica con 3.000 MW instalados en 2008. Con estos nuevos proyectos, creo que también lideraremos el mundo de la concentración solar.