La recolección de energía a partir de la diferencia de temperatura entre la celda fotovoltaica y el aire circundante conduce a una fuente de electricidad viable y renovable durante la noche.
Cerca de 750 millones de personas en el mundo no tienen acceso a la electricidad por la noche. Las celdas solares proporcionan energía durante el día, pero ahorrar energía para su uso posterior requiere un almacenamiento sustancial de la batería.
En Applied Physics Letters, de AIP Publishing, investigadores de la Universidad de Stanford construyeron una celda fotovoltaica que recolecta energía del medio ambiente durante el día y la noche, evitando por completo la necesidad de baterías. El dispositivo hace uso del calor que se escapa de la Tierra hacia el espacio, energía que está en el mismo orden de magnitud que la radiación solar entrante.
Por la noche, las células solares irradian y pierden calor hacia el cielo, alcanzando temperaturas unos pocos grados por debajo del aire 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.
«Quieres que la termoeléctrica tenga muy buen contacto tanto con el lado frío, que es la celda solar, como con el lado caliente, que es el ambiente», dijo el autor Sid Assawaworrarit. «Si no tienes eso, no obtendrás mucho poder de él».
El equipo demostró la generación de energía en su dispositivo durante el día, cuando funciona en reversa y aporta energía adicional a la celda solar convencional, y durante la noche.
La configuración es económica y, en principio, podría incorporarse dentro de las células solares existentes. También es simple, por lo que es factible la construcción en lugares remotos con recursos limitados.
«Lo que logramos hacer aquí es construir todo a partir de componentes listos para usar, tener un muy buen contacto térmico y lo más costoso en toda la configuración fue la termoeléctrica en sí», dijo el autor 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 unos 20 metros cuadrados de área fotovoltaica.
«Ninguno de estos componentes fue diseñado específicamente para este propósito», dijo el autor Shanhui Fan. «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».
El equipo tiene como objetivo 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 de recolección de energía solar.
Fuente: sciencedaily.com