Una nueva técnica ha sido concebida para capturar energía solar a través de ventanas, lo que podría optimizar significativamente la utilización de la energía solar, especialmente para edificios de gran altura.
(Image credit: © Philippe LEJEANVRE/Getty Images)Subscribe to our newsletter
Científicos en China han ideado una nueva metodología para recolectar energía solar mediante la aplicación de un recubrimiento translúcido sobre una ventana, el cual dirige la energía de la luz ambiental hacia el borde del cristal, donde puede ser capturada y almacenada.
Ante la creciente demanda energética global, surge la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías que integren la captura de energía en su estructura arquitectónica. El costo de las instalaciones solares ha experimentado una disminución drástica desde 2010, resultando en más de cuatro millones de instalaciones en América. Se prevé que esta tendencia continúe, pero ¿qué pasaría si pudiéramos mejorar la utilización solar empleando también las ventanas de los edificios? Esa es la cuestión que los científicos se propusieron abordar en un estudio publicado el 28 de julio en la revista PhotoniX.
Científicos de la Universidad de Nanjing en China han desarrollado en su lugar un cristal líquido colestérico (CLC), un líquido incoloro capaz de reflejar la luz debido a su estructura helicoidal. Los CLC se utilizan comúnmente en termómetros y pantallas a color.
Se pueden emplear múltiples capas de CLC para redirigir la luz y crear un concentrador solar incoloro y unidireccional (CUSC). El CUSC puede entonces dirigir la luz utilizando CLC hacia el borde del cristal, donde la energía lumínica es capturada por células fotovoltaicas de silicio integradas.
Los ingenieros aplicaron este recubrimiento mediante un proceso de limpieza intensivo, donde dirigieron ondas sonoras de alta frecuencia sobre el vidrio para eliminar todas las impurezas.
En pruebas, se aplicaron cinco capas de CLC a un vidrio de 1 pulgada (2.5 centímetros) de diámetro. Este prototipo de CUSC fue capaz de alimentar un ventilador de 10 mW en el exterior en Nanjing, China, durante el verano.
Se proyecta que esta tecnología sería desplegada de manera más efectiva en ciudades cercanas al ecuador, que típicamente experimentan más luz solar a lo largo del año en comparación con ciudades más cercanas a los polos. No está claro qué efecto, si alguno, tendría esta nueva tecnología sobre la calefacción natural de las habitaciones por luz solar.
Los autores mencionan en el estudio la proliferación de edificios súper altos. Sin embargo, tal arquitectura se limita a las ciudades más grandes, y hay indicios de que los edificios de gran altura están perdiendo popularidad. En 2021, China prohibió la construcción de nuevos edificios de más de 1,640 pies (500 metros) de altura y ahora impone restricciones a edificios de más de 820 pies (250 m), con límites aún más estrictos en vigor en ciudades más pequeñas.
Se estima que una ventana típica de 6.5 pies (2 m) de ancho con CUSC podría multiplicar por 50 la energía solar recolectada. No obstante, se requerirían pruebas adicionales para determinar cómo escala el rendimiento con las ventanas que se instalan habitualmente en hogares modernos, o los amplios paneles que se encuentran en edificios comerciales. Quedan preguntas sin respuesta, como la forma en que el CUSC se protegerá contra la lluvia, el granizo o la nieve, excrementos de pájaros (que son ácidos), y la limpieza de ventanas. El estudio no menciona ninguna capa protectora para resguardar el CUSC. Cualquier capa de este tipo, si se añadiera, podría por supuesto crear nuevos desafíos si obstaculiza la captura de energía.
Independientemente, el CUSC representa un avance significativo en la captura de energía solar para edificios y podría conformar una parte importante del mercado global de energías renovables si la tecnología se desarrolla aún más.
TOPICS
Sourse: www.livescience.com