Los paneles solares brotan en las tierras de cultivo como hongos después de la lluvia, pero no todo es sencillo. Si demasiados paneles solares reemplazan demasiadas tierras de cultivo, se va el suministro de alimentos. Sin embargo, los agricultores están comenzando a aprender cómo cultivar dentro de los paneles solares, y en un nuevo “cupón” verde, los paneles solares en realidad podrían ayudar a impulsar el movimiento de agricultura regenerativa hacia la corriente principal.

Paneles solares + agricultura, buena

El primer giro en el campo de la agricultura + solar fue relativamente simple. Levantar paneles solares a unos pocos centímetros más del suelo y podrán pastar ovejas y otros animales en la misma tierra. También se puede usar la tierra para hábitat de polinizadores. Et voilà, ahí tienes algo nuevo llamado agrivoltaics.

Por supuesto, los paneles solares elevados pueden implicar algún costo adicional, pero eso podría ser contrarrestado por un aumento en la eficiencia. Los investigadores están comenzando a acumular evidencia de que permitir que las plantas florezcan bajo una matriz solar elevada puede mejorar la eficiencia de las celdas solares al crear un microclima de enfriamiento.

En cuanto a los cultivos, esa es una fila más difícil de cultivar. Para empezar, los bastidores de paneles solares limitarían el ancho y la altura de los equipos agrícolas motorizados. Eso no es necesariamente un factor decisivo, pero luego otro desafío es identificar los cultivos que pueden crecer eficientemente a la sombra.

De cualquier manera, el movimiento de agricultura + solar ya ha llamado la atención del Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía de EE. UU., que está buscando formas de proteger las tierras agrícolas contra la sobrepoblación de paneles solares a escala de servicios públicos. La Oficina de Energía Renovable y Eficiencia Energética de la agencia también ha publicado una práctica “Guía del agricultor para la energía solar”.

Paneles solares + agricultura regenerativa, mejor

Todo esto es algo bueno, pero se pone aún mejor. Un nuevo proyecto solar que pronto comenzará a construirse en una granja en Grafton, Massachusetts, tiene como objetivo cumplir una doble función como una herramienta de preservación integral que ayuda a mejorar el suelo y mejorar la nutrición de los animales en pastoreo.

El objetivo final es crear una economía agrícola más sostenible y cultivar la próxima generación de agricultores. Esa es una consideración especialmente importante en Massachusetts, donde los agricultores deben permanecer en el negocio de la agricultura para mantener una buena reputación con el programa de incentivos solares SMART del estado para los agricultores.

El desarrollador con sede en Boston BlueWave Solar está encabezando el proyecto, y CleanTechnica habló recientemente con el jefe de sostenibilidad de la compañía, Drew Pierson, para obtener más detalles.

“BlueWaveBW ha existido por poco menos de 10 años como desarrollador solar comunitario, y siempre hemos tenido el espíritu de hacer lo correcto por las personas y el planeta y promover la conservación del medio ambiente”, explicó Pierson.

La compañía fue una de las primeras empresas en adoptar la agricultura y ha estado trabajando estrechamente con la Universidad de Massachusetts, que administra el programa SMART entre otras iniciativas solares. La colaboración con BlueWave incluye una herramienta de modelado de sombra para paneles solares para ayudar con la planificación del uso de la tierra agrícola.

El proyecto solar Grafton incluye 12 acres dedicados al pastoreo y dos acres para cultivar vegetales, como fresas, verduras de hoja verde y calabazas.

Para ambos conjuntos, explicó Pierson, los paneles solares se levantarán a unos 10 pies del suelo, y cada tercer panel se quitará para permitir que entre más luz solar.

Aprovechando otro giro en la granja + saga solar, los paneles solares serán bifaciales, lo que significa que su parte posterior puede convertir la energía solar reflejada desde el suelo. Los investigadores ya están explorando formas de mejorar este efecto de “albedo del suelo” con diferentes tipos de cobertura del suelo, incluida la vegetación. Eso podría conducir a mejoras adicionales en la eficiencia de las celdas solares en las tierras agrícolas.

Paneles solares en granjas: pero espera, hay más

Si todo va de acuerdo al plan, la parte de agricultura regenerativa del proyecto realmente se activará cuando se instale el equipo de monitoreo.

“Esta podría ser la base para devolver el carbono al suelo”, dijo Pierson. “Podemos medir cómo responde la tierra a este tipo de técnica de gestión, incluida la infiltración de las aguas pluviales, la densidad de la hierba y el microclima beneficioso de los paneles solares”.

El factor humano también entra en juego. El nuevo desarrollo solar incluye un administrador que facilitará la comunicación entre el agricultor, el programa de incentivos SMART y las diversas partes interesadas en el proyecto solar. Parte del objetivo es ayudar a resolver los problemas de cumplimiento para el agricultor, pero eso es solo para empezar.

El gerente también ayudará a apoyar al agricultor con la planificación y los recursos agrícolas. Además de mantener las granjas individuales en el negocio, el objetivo general del programa asistido por el gerente es crear nuevas oportunidades para comenzar nuevas operaciones agrícolas y revivir las que están inactivas.

La granja Grafton, por ejemplo, fue trabajada por la misma familia durante décadas hasta que las finanzas dejaron de funcionar. Con una nueva matriz solar en la mano, la tierra volverá a la producción por primera vez en unos 20 años.

Un nuevo compuesto químico creado por investigadores de la Universidad de West Virginia está iluminando el camino hacia la energía renovable.

El compuesto es un fotosensibilizador, lo que significa que promueve reacciones químicas en presencia de luz. Tiene muchas aplicaciones potenciales para mejorar la eficiencia de las tecnologías modernas que van desde paneles solares que producen electricidad hasta teléfonos celulares.

El estudio, publicado el 16 de marzo en Nature Chemistry, fue realizado por investigadores del Laboratorio Asistente de Química Carsten Milsmann con el apoyo de su Premio CAREER de la National Science Foundation.

Estas tecnologías actualmente dependen de metales preciosos, como el iridio y el rutenio, para funcionar. Sin embargo, solo quedan suministros limitados de estos materiales en el mundo, lo que los hace no renovables, difíciles de acceder y caros.

“Notamos que ha habido pocos esfuerzos en el estudio de los metales más abundantes, titanio y circonio, porque a menudo no son tan fáciles de trabajar. Los metales preciosos siempre han sido los elementos preferidos debido a sus propiedades químicas favorables que los hacen más fáciles de usar y estudiar, y así es principalmente como se ha hecho en el campo “, dijo Milsmann. “Esperamos cambiar eso”.

El compuesto de Milsmann está hecho de circonio, que es mucho más abundante y fácil de acceder, lo que lo convierte en una opción más sostenible y rentable. El compuesto también es estable en una variedad de condiciones, como el aire, el agua y los cambios de temperatura, lo que facilita su trabajo en una variedad de entornos.

Dado que el compuesto puede convertir la luz en energía eléctrica, podría usarse en la creación de paneles solares más eficientes.

Los paneles solares generalmente están hechos con silicio y requieren un umbral mínimo de luz para recolectar y almacenar energía. En lugar de usar silicio, los investigadores han estado explorando durante mucho tiempo la alternativa de los dispositivos sensibilizados por colorantes, en los que las moléculas de color recogen la luz y funcionan en condiciones de poca luz. Como beneficio adicional, esto también permite la producción de componentes semitransparentes. Hasta la fecha, los colorantes necesarios dependen en gran medida del precioso material de rutenio, pero el nuevo compuesto de Milsmann podría reemplazarlo en el futuro.

“El problema con la mayoría de los paneles solares es que no funcionan bien en días nublados. Son bastante eficientes, económicos y tienen una larga vida útil, pero necesitan condiciones de luz intensa para funcionar de manera eficiente ”, dijo Milsmann. “Una forma de evitarlo es hacer versiones sensibilizadas por colorantes donde un compuesto coloreado absorbe luz para producir electricidad en cualquier condición climática. En el futuro, podríamos diseñar edificios que produzcan energía, esencialmente convirtiendo la fachada de su edificio, incluidas todas sus ventanas, en una planta de energía “.

Por otro lado, el compuesto también podría usarse en diodos orgánicos emisores de luz, que convierten la energía eléctrica en luz, invirtiendo esencialmente la función de un panel solar. Esta característica hace que el compuesto sea una fuente de luz potencial para producir pantallas de teléfonos celulares más eficientes.

“Muchas pantallas de teléfonos celulares contienen iridio, otro compuesto de metales preciosos que hace exactamente lo que hace nuestro compuesto”, dijo Milsmann. “La ventaja de tener un diodo emisor de luz es que la mayor parte de su energía se convierte en luz. En el pasado, las fuentes de luz eran ineficientes porque solo convertían una pequeña fracción de la energía que recibían en luz “.

El siguiente paso del equipo de investigación es hacer que el compuesto sea soluble en agua para que pueda usarse potencialmente en aplicaciones biomédicas, como la terapia fotodinámica para pacientes con cáncer.

“El compuesto puede producir especies reactivas de oxígeno que inducen la muerte celular. Suena realmente peligroso, pero debido a que la reacción solo ocurre durante la exposición a la radiación con luz, su ubicación y duración pueden controlarse estrechamente ”, dijo Milsmann. “Si puede enfocar su luz en un punto específico, puede generar especies reactivas de oxígeno para actuar solo en respuesta a la luz, haciéndola segura. Esto tiene el potencial de eliminar tumores de manera menos invasiva que a través de cirugías y quimioterapia “.

El equipo de investigación incluyó al ex alumno de WVU Yu Zhang (PhD Chemistry, ’19), el actual estudiante graduado Dylan Leary y el profesor de química Jeffrey Petersen, entre otros.

“Estamos sentando las bases para muchas aplicaciones diferentes”, dijo Milsmann. “Comprender cómo funciona este compuesto, que es lo que hicimos en el documento, ayudará a las personas que desean llevar estas tecnologías adelante”.

El instalador francés de sistemas fotovoltaicos Sunbooster, ha desarrollado una tecnología de enfriamiento para paneles solares a base de agua. Afirma que su solución puede aumentar la generación de energía de una instalación fotovoltaica entre 8% y 12% por año.

La solución consiste en un conjunto de tuberías que pueden rodear un sistema fotovoltaico en la azotea o uno montada en el suelo. Las tuberías se utilizan para rociar una película delgada de agua sobre la superficie de vidrio de los módulos.

“La compañía había experimentado originalmente con una solución de vaporización de agua, pero esto produjo choques térmicos para el sistema fotovoltaico”, dijo el CEO de Sunbooster, Grégory Boutteau, a la revista PV. “Además, las gotas producidas por este sistema de enfriamiento tuvieron un impacto negativo en la absorción de luz solar”.

Flujo de agua

La solución de la compañía es una tubería patentada con varios agujeros muy pequeños, por lo que se requieren habilidades especiales de instalación. El agua de lluvia almacenada se empuja hacia una rampa en el borde de los paneles. Luego, el agua fluye hacia la superficie de los módulos e inmediatamente baja la temperatura.

“Los materiales utilizados para construir las tuberías se han elegido en función de su calidad, fiabilidad y durabilidad”, dijo Boutteau, sin proporcionar detalles adicionales sobre la tecnología patentada. “Las tuberías son resistentes a los rayos UV y están perforadas con agujeros: nuestra oficina de diseño e ingeniería define su número y tamaño con respecto a nuestras patentes”.

El agua solo se extiende por la superficie de vidrio de los paneles y no toca ninguna pieza de plástico, como las láminas posteriores u otros componentes. “Se puede considerar de la misma manera que la lluvia, y por esta razón no afecta la garantía de los módulos”, dijo Boutteau.

El sistema se pone en marcha mediante un sensor de temperatura que activa la propagación del agua cuando la temperatura ambiente supera los 25 ° C. Aunque el agua puede tener cierta influencia en la absorción de luz de los módulos, esto se compensa completamente con el aumento del rendimiento de energía que se puede lograr al evitar que las temperaturas superen los 30 ° C, dijo Boutteau.

Los sistemas de enfriamiento recogen el agua de un tanque de agua de lluvia. Y después de usar el agua, puede reciclarse, filtrarse y almacenarse nuevamente. “Nuestra solución Sunbooster funciona en circuito cerrado y no necesita agua adicional”, explicó Boutteau.

Consideraciones de costos

La tecnología, que puede aplicarse a sistemas fotovoltaicos y plantas solares construidas en todo tipo de ángulos inclinados, actualmente cuesta casi € 250,000 / MW. Pero Sunbooster espera reducir a más de la mitad a entre € 100,000 / MW y € 150,000 / MW en los próximos dos años.

“Ahora estamos desarrollando nuevas asociaciones con grandes jugadores”, dijo Boutteau. “Y esto, combinado con las economías de escala de los grandes proyectos montados en tierra, nos ayudará a reducir nuestros costos de manera significativa”.

Hasta ahora, la tecnología solo se ha adoptado en proyectos respaldados por incentivos de compensación de costos. Sin embargo, la compañía afirma que ha comenzado a reducir drásticamente la estructura de costos de sus sistemas para apoyar proyectos no subsidiados en el futuro cercano.

Para una planta fotovoltaica de 10 MW, se necesitarían alrededor de 25 km en tuberías, lo que complica la logística y la instalación, dijo Boutteau. “Pero el sistema es fácil de implementar con las habilidades necesarias”, agregó.

Sunbooster actualmente necesita enviar equipos para instalar sus sistemas. Sin embargo, la compañía planea capacitar a socios que sean capaces de implementar sus tecnologías a nivel global, de acuerdo con sus estándares. “Nuestros socios serán referenciados en nuestra red validada por un certificado interno entregado por Sunbooster”, dijo Boutteau.

Agregó que la adopción de un sistema de enfriamiento similar podría aumentar la complejidad de los proyectos y la cantidad de posibles variables. “Instalar nuestro sistema en España o Alemania no es exactamente lo mismo”, afirmó Boutteau. “Además, hay muchos otros factores relacionados con el agua que deben tenerse en cuenta, como las tasas de vaporización del agua, la humedad y los recursos hídricos disponibles”.

El “mejor rendimiento de conversión del mundo en una habitación oscura” es cómo lo describieron los desarrolladores de un nuevo dispositivo fotovoltaico orgánico. Dichas células podrían usarse como una fuente inalámbrica de energía para aplicaciones de internet o en dispositivos como sensores de temperatura, humedad y movimiento.

Hace ocho meses, un instituto de investigación francés financiado por el estado y la empresa japonesa de textiles Toyobo anunciaron que unirían fuerzas para desarrollar celdas solares orgánicas para aplicaciones en interiores. La asociación, dijo la organización francesa en ese momento, tenía como objetivo desarrollar celdas solares delgadas y flexibles que pudieran funcionar donde las celdas solares inorgánicas convencionales no podrían funcionar.

La división de nuevas tecnologías y nanomateriales energéticos (Liten) de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica y Toyoba han publicado los primeros resultados de seis meses de investigación: pequeñas celdas solares orgánicas que dicen ofrecen la “mejor eficiencia de conversión en el mundo en una oscura habitación”.

“Durante un experimento de verificación con luz de neón de 220 lux, equivalente al brillo de una habitación oscura, se confirmó que el producto probado había logrado una eficiencia de conversión de aproximadamente 25%, o 60% más que la de las celdas solares de silicio amorfo comúnmente usado para calculadoras de bolsillo “, dijeron Liten y Toyobo. Este último confirmó que medía una eficiencia del 16% bajo el mismo brillo para dispositivos de silicio amorfo.

Proyecto PET

Los investigadores utilizaron un material generador de energía desarrollado por Toyobo que utiliza tecnología de síntesis orgánica que la compañía creó durante años de investigación en química fina. “Este material puede disolverse fácilmente, incluso en disolventes libres de halógenos, lo que permite su aplicación uniforme sobre un sustrato y producir energía estable con pocas diferencias individuales”, dijo la compañía japonesa. El grupo de investigación optimizó los solventes y la técnica de recubrir las celdas orgánicas sobre un sustrato de vidrio.

Liten y Toyobo también han desarrollado prototipos de módulos solares orgánicos en un sustrato de película de tereftalato de polietileno (PET) sobre un área efectiva de 18 cm2, a pesar de la mayor dificultad de aplicación en película de PET. Según sus desarrolladores, ese módulo pudo producir alrededor de 130 microvatios (µW) con una iluminación de 220 lux.

Toyobo afirmó que sus nuevos materiales se ofrecerían a los fabricantes de celdas solares con el objetivo de alcanzar la producción comercial dentro de tres años, principalmente como una fuente de energía inalámbrica para sensores de temperatura, humedad y movimiento.

El futuro de la tecnología solar es casi una realidad, con investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU) estableciendo un nuevo récord para la conversión de la luz solar en energía.

El equipo de ANU trabaja en el desarrollo de “celdas solares en tándem”, lo que implica apilar una celda solar de perovskita encima de una de silicio, o duplicarla para extraer más energía de la luz solar.

Una celda solar de perovskita es un nuevo tipo de celda solar que utiliza materiales orgánicos e inorgánicos en una estructura especialmente construida que mejora la absorción de la luz. Estas celdas pueden reaccionar a diferentes longitudes de onda de luz para aprovechar mejor la energía del sol.

En contraste, las celdas solares de silicio están hechas solo de materiales inorgánicos y solo pueden absorber la luz roja.

Los investigadores han establecido un nuevo récord de eficiencia del 27,7 por ciento para las celdas en tándem de silicio perovskita apiladas mecánicamente, lo que significa que el 27,7 por ciento de la luz solar se convierte en energía.

La profesora Kylie Catchpole dice que esto solo necesitaría mejorar ligeramente, a alrededor del 30 por ciento, antes de que la tecnología se pueda implementar en todo el mundo.

“En comparación, los paneles solares típicos que se instalan en los tejados en este momento tienen una eficiencia de alrededor del 20 por ciento”, dijo la profesora Catchpole.

“Las celdas solares de silicio actualmente dominan el mercado, sin embargo, la eficiencia de las de silicio alcanzará el límite en los próximos cinco a 10 años.

“Este resultado demuestra el potencial de las celdas solares en tándem. Pueden hacer un mejor uso de ciertas partes del espectro solar, por ejemplo, fotones azules de alta energía.

“Esto conducirá a celdas solares y fuentes de energía solar más eficientes y rentables”.

La profesora Catchpole dice que una mayor eficiencia significa que cada sección de un panel solar está produciendo más energía.

“El área de cobertura de los paneles solares es el principal contribuyente del costo. Entonces, si se comercializa con éxito, esta tecnología podría conducir a una reducción significativa en el costo de la electricidad solar, así como a reducir las facturas de energía “.

El equipo ahora está trabajando para lograr una eficiencia aún mayor, así como para mejorar aún más la estabilidad de las nuevas celdas solares.

“La Hoja de ruta tecnológica internacional para la energía fotovoltaica predice que las celdas solares en tándem aparecerán en la producción en masa en 2023, por lo que estamos muy cerca”, dijo el investigador principal, el Dr. The Duong.

“Este nuevo resultado de eficiencia ayudará a mejorar la competitividad comercial de esta tecnología.

“Es emocionante pensar que una nueva tecnología que tiene el potencial de beneficiar a todo el planeta se está desarrollando aquí en Canberra”.

El trabajo ha sido financiado por ARENA a través del Centro Australiano para Fotovoltaica Avanzada.

¿Qué dirías si te dijéramos que puedes CONDUCIR en el futuro de la energía solar? Porque esa es precisamente la idea detrás de reemplazar carreteras de asfalto, estacionamientos y entradas de vehículos con paneles solares.

En 2014, una compañía con sede en Idaho llamada Solar Roadways obtuvo US$ 2M en fondos con una campaña de recaudación de fondos en línea para sus mosaicos de carreteras “inteligentes” en forma de hexágono. Estas baldosas contienen celdas solares, luces LED, un elemento calefactor y capacidades de comunicación inalámbrica. El concepto fue tan impresionante que la compañía recibió tres fases de financiación del Departamento de Transporte de EE. UU. Para investigación y desarrollo. Esta financiación permitió a Solar Roadways instalar su primer prototipo en Sandpoint, Idaho, en septiembre de 2016.

Y las carreteras solares también se están probando en China. Una compañía china ha creado un panel de polímero complejo que se asemeja al plástico y tiene un poco más de fricción que una superficie de carretera convencional. La compañía continúa probando la cantidad correcta de fricción y continúa buscando una manera de reducir los costos y aumentar la resistencia de los paneles.

Ventajas de los caminos solar

Para muchos, los caminos solares son obvios. Pero si aún no estás convencido de los beneficios potenciales de las carreteras solares, los números deberían presentar un caso convincente.

Más electricidad generada a menor costo

Según el International Journal of Electrical and Electronics Research, si el sistema de autopistas interestatales de los Estados Unidos apareciera con paneles solares en las carreteras, produciría más de tres veces la cantidad de electricidad que se usa actualmente en todo el país. Esos paneles de carretera tendrían que reemplazarse con menos frecuencia que el asfalto y podrían producir alrededor de US$ 15 por metro cuadrado por año de electricidad.

Creación de empleo

En un mercado laboral en crecimiento, la creciente necesidad en el desarrollo e instalación de paneles solares trae aún más empleos a la industria de la construcción y la industria solar.

Generación de energía más limpia

La energía verde es buena para el medio ambiente y la economía. Y aunque hay varias opciones de energía verde, la energía solar reduce la contaminación y la dependencia de los combustibles fósiles.

Condiciones de carreteras más seguras

Las carreteras equipadas con paneles solares en realidad pueden mejorar las condiciones de las carreteras afectadas por el mal tiempo, mitigando los efectos de la nieve y el hielo a través de dispositivos de calefacción dentro de cada unidad que mantienen la superficie unos pocos grados por encima del punto de congelación. Esto elimina la necesidad de dinero de impuestos en limpieza y camiones, y tiene el potencial de minimizar los atascos y accidentes causados ​​por la acumulación de hielo y nieve en las carreteras. Los paneles solares de la carretera estarían equipados con luces LED para una mejor conducción nocturna.

Alcance a futuro

Tan solo en Estados Unidos, según el Departamento de Transporte, indica hay más de 4 millones de millas de carreteras y calles en todo Estados Unidos. Pero la tecnología de carreteras solares no es exclusiva de autopistas y calles. Los paneles se pueden usar en entradas, estacionamientos, aceras o en cualquier superficie pavimentada.

Entonces, ¿por qué no comenzamos a ver más caminos solares?

Todavía hay muchos problemas con las carreteras solares, como la disminución de la eficiencia, los gastos, los efectos del desgaste y el riesgo de robo, pero los ejecutivos esperan y confían en que la tecnología esté lista.

Cada panel cuesta aproximadamente US$ 7,000 para su producción, pero el precio disminuye a medida que aumenta la producción, y el despliegue generalizado de caminos solares posiblemente costaría miles de millones de dólares en producción laboral. Incluso si el costo para la implementación completa de la autopista es demasiado alto, los paneles solares seguirían siendo útiles en áreas más pequeñas, como estacionamientos y aceras.

La energía solar ha cambiado mucho en la última década. La forma en que alimentamos nuestros hogares, la forma en que nos movemos e incluso la forma en que cargamos nuestros teléfonos celulares se ha visto afectada por la energía solar. Hay muchos dispositivos útiles de energía solar, así que sigue leyendo para ver una lista de nuestros favoritos.

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Generador de energía solar

Los generadores que funcionan con energía solar son un gran reemplazo para los modelos tradicionales que funcionan con gas. Estos generadores no emiten humos nocivos y son prácticamente silenciosos, lo que los hace perfectos para uso en interiores. No hay combustible inflamable para comprar o almacenar, lo que crea una operación y almacenamiento más seguros. Son portátiles, escalables y requieren muy poco mantenimiento. Y finalmente, la mejor parte es que la energía es completamente gratuita y mucho mejor para el medio ambiente.

Mochila solar

Imagina caminar por un sendero o pasear por un campus universitario mientras cargas tu teléfono celular o cámara. Ahora puedes llevar la energía a cualquier parte con una mochila solar que cuenta con un panel solar de alta eficiencia y una batería USB. Carga teléfonos inteligentes, cámaras digitales y otros dispositivos. Esta mochila puede aumentar la seguridad de tu próxima aventura porque nunca estarás sin un dispositivo electrónico en caso de emergencia.

Cargador de panel solar con puerto USB

Este cargador de panel solar portátil con puerto USB es una manera perfecta de cargar tu teléfono celular o dispositivos electrónicos. Este dispositivo ultrafino y resistente al agua funciona con celdas solares monocristalinas de alta eficiencia. Es perfecto para acampar y puede engancharse directamente a tu mochila. Tiene una función de optimización automática que puede recuperar la energía perdida del sombreado. Ya no tienes que preocuparte de que tu teléfono se quedé sin batería en tu próximo viaje.

Parrilla solar

El profesor David Gordon Wilson del MIT ha estado trabajando durante años para desarrollar la primera parrilla con energía solar. Su reciente artículo sobre el progreso de la parrilla explicaba que la cocina solar sería aquella que almacena calor en un recipiente sellado de sal de fusión durante aproximadamente seis horas durante un día tropical. En un punto elegido, como cuando la sal se derrite, la olla está completamente aislada automáticamente y se puede usar para cocinar por la noche, de tres a cinco horas más tarde. El profesor Wilson continúa finalizando este producto.

Ese solo es un ejemplo, ya que existen otros modelos que incluso puedes fabricar en tu casa y CEMAER puede enseñarte a hacerlos.

Carpas solares

Los paneles solares en las carpas fueron una evolución lógica de los paneles solares en los hogares. Este es un invento revolucionario para los campistas que requieren algún tipo de fuente de alimentación al acampar. Estas carpas tienen luces e incluso tomas de corriente para que puedas cargar tus dispositivos electrónicos.

Laptop solar

Una computadora portátil con energía solar aún no ha llegado oficialmente al mercado, pero ahora hay varios cargadores portátiles para computadoras que vale la pena mirar. Estos cargadores portátiles han existido por un tiempo y ofrecen una excelente manera de extender la vida útil de la batería de tu computadora portátil mientras usas energía renovable y limpia. Si bien las computadoras portátiles no pueden funcionar completamente con un cargador solar portátil, las baterías durarán más y las computadoras portátiles se pueden recargar cuando están apagadas.

Sin embargo, la primera computadora portátil solar podría estar aquí pronto.

Teclado solar

Mientras la computadora portátil solar todavía está en desarrollo, los teclados solares están listos para usar ahora. Este teclado inalámbrico es ligeramente diferente de los elementos anteriores mencionados porque funciona en interiores. Tu escritorio está a punto de ponerse más elegante gracias a este teclado optimizado. Este teclado de luz funciona donde lo tengas: tu casa, oficina o habitación de hotel. Se carga con luz artificial o luz solar, trabajando en interiores o exteriores.

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Estos gadgets son solo el comienzo de un estilo de vida más ecológico, en todos los mencionados hay diferentes modelos y marcas que se encuentran desarrollando sus propias versiones. Las imágenes son solo ilustrativas, no muestran como tal un producto final, pero si estás buscando llevar tu compromiso con el medio ambiente un paso más allá, seguro tendrás pronto alguno de estos.

La generación de electricidad con energía solar se ha convertido en una de las formas más eficientes, económicas y accesibles para que las personas reduzcan su huella de carbono. Pero a medida que aumenta la tecnología y los paneles solares se vuelven cada vez más populares, persisten ciertas dudas. La mayoría de las preguntas giran en torno a un tema familiar: ¿Cómo funcionan los paneles solares?

Otras incertidumbres comunes sobre los paneles solares giran en torno a cosas como la sombra de las nubes, la confiabilidad en temperaturas extremas y la resistencia al clima. Veamos por qué estos factores ya no deberían ser una preocupación al elegir paneles solares.

Eficiencia del clima y del panel solar
A pesar de que los paneles solares de los tejados a menudo están expuestos a condiciones climáticas adversas, pueden resistirlos.

Lluvia
En días lluviosos o nublados, los paneles fotovoltaicos pueden producir entre 10-25% de su capacidad óptima. La cantidad exacta variará según cuán oscura y pesada sea la lluvia y la capa de nubes. Pero la lluvia puede ayudar al rendimiento de sus paneles solares al eliminar la suciedad, el polvo o el polen, ¡muy útil!

Vientos fuertes
Los fabricantes de energía solar han estado asegurando a los clientes durante años que los fuertes vientos no dañarán sus paneles solares o el techo debajo de ellos. De hecho, según CleanEnergyAuthority.com, los fabricantes solares deben obtener una certificación de que sus paneles pueden soportar vientos de hasta 140 millas por hora, el equivalente a un huracán de categoría 4. Si el techo debajo se ha instalado y mantenido adecuadamente, no debería haber ningún problema.

Tormenta / Rayo
Los paneles solares son dispositivos eléctricos y, por lo tanto, corren el riesgo de sobretensiones causadas por rayos. Pero su instalador debe asegurarse de que el sistema esté correctamente conectado a tierra para evitar sobretensiones. Puede ser necesaria protección adicional, y un sistema de protección contra rayos es una actualización inteligente y fácil.

Nieve
“¿Funcionarán mis paneles solares si hay nieve en mi techo?” Es una pregunta frecuente. La nieve en los paneles solares no es un problema importante. Es cierto que puede impedir que los paneles reciban rayos solares, pero generalmente se derrite rápidamente porque los paneles apuntan directamente al sol.

Granizo
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), financiado por SunShot (la iniciativa del Departamento de Energía de los Estados Unidos dedicada a mejorar la durabilidad de los módulos solares), desarrolla pruebas estandarizadas de calidad industrial para asegurar que los paneles solares puedan sobrevivir a las duras condiciones ambientales en las que se encuentran. directamente expuesto, incluyendo tormentas de granizo. Las pruebas requieren disparar bolas de hielo del tamaño de una pelota de ping-pong en los módulos fotovoltaicos en varios lugares a aproximadamente 70 millas por hora.

La prueba también incluye cómo reaccionan los paneles al estrés mecánico de: granizo, ser pisado, temperaturas extremas altas y bajas, humedad, radiación solar ultravioleta y estrés eléctrico que los paneles se aplican a sí mismos cuando operan en situaciones de alto voltaje.

Mira el Experimento que Realizamos- Resisten los Paneles Solares el Granizo

Temperaturas extremadamente altas o bajas
Los paneles solares funcionan absorbiendo la luz del sol, no el calor del sol, y convirtiéndola en electricidad utilizable. Los semiconductores fotovoltaicos ofrecen más resistencia al calor extremo, lo que los hace menos eficientes cuando los módulos deberían ser más eficientes.

Afortunadamente, la cantidad de resistencia es pequeña, como máximo, lo que reduce la eficiencia en aproximadamente un 10 por ciento. En cuanto al clima frío, los paneles solares funcionarán normalmente siempre que reciban la cantidad adecuada de luz solar.

Paneles solares sombreados
No hay duda de que los paneles solares necesitan los rayos del sol para generar electricidad, por lo tanto, es fácil suponer que si el sol no brilla, se quedará sin energía. Pero ese no es el caso. La eficiencia del panel solar será mejor a plena luz solar directa, pero los paneles solares en tiempo nublado o luz solar indirecta seguirán funcionando.

Entonces, ¿cómo convertimos la luz solar en electricidad?

Los paneles solares producen energía con celdas solares. Las celdas solares son pequeños semiconductores de panel de forma cuadrada hechos de silicio y otros materiales conductores fabricados en capas de película delgada. Cuando la luz solar incide en una celda solar, las reacciones químicas liberan electrones y generan corriente eléctrica. El panel solar luego convierte esos fotones en electrones de corriente continua, que fluyen desde el panel solar hacia un inversor y otros dispositivos eléctricos.

¿Cómo y por qué la sombra reduce la eficiencia del panel solar?

Los paneles solares están compuestos por celdas solares individuales, y si están cubiertas por sombra, entonces no funcionarán al 100% de su capacidad. Si una parte de tus paneles solares está cubierta, los otros paneles seguirán funcionando normalmente, pero disminuirá la cantidad de electricidad que el sistema produce en general.

Formas de combatir el impacto de la sombra en los paneles solares

Microinversores: los microinversores funcionan como luces de Navidad. Incluso si uno se apaga, el resto seguirá encendido. Los paneles solares con microinversores están mejor equipados para combatir problemas de sombra porque cada panel solar tiene un microinversor individual. Si un panel está completamente sombreado, no tendrá un impacto en los demás.

Paneles solares instalados en el suelo: cuando las personas piensan en paneles solares, generalmente asumen que tienen que instalarlos en su techo. Pero esa no es tu única opción. Un conjunto montado en el suelo le permite tener más control sobre la cantidad de luz solar que recibe el conjunto solar porque puedes ponerlo a la luz solar directa.

Todos los días, 173,000 teravatios de energía solar llegan continuamente a la Tierra. Eso es más de 10,000 veces el uso total diario de energía del mundo, lo que hace que la energía solar sea el recurso energético más abundante del mundo. La gran mayoría de los EE. UU. Recibe suficiente luz solar para hacer que los paneles solares sean una opción muy plausible.

La potencia constante y predecible, los beneficios ambientales y el apoyo que le brinda a tu empresa de servicios públicos locales son solo algunas de las cosas que hacen que la solución de energía solar sea una decisión inteligente.

En los últimos años, a medida que la tecnología ha mejorado, también lo ha hecho la eficiencia de los paneles solares. La eficiencia de un panel se refiere a su capacidad de convertir la luz solar en energía utilizable. Los científicos trabajan constantemente para optimizar mecánicamente las celdas del panel solar para que sean más eficientes en la captura de energía. Los avances tecnológicos no solo aumentan la eficiencia de los paneles solares, sino que reducen los costos y permiten a las empresas de servicios públicos depender de la energía solar para la carga base.

Entonces, ¿cómo se mide la eficiencia solar? Se expresa como un porcentaje. Por ejemplo, si un panel tiene una eficiencia del 15 por ciento, eso significa que el 15 por ciento de la luz que incide en el panel se convertirá en energía. La calificación promedio de eficiencia para paneles solares en el mercado ahora es de 15-18 por ciento. Cuanto más eficientes son los paneles solares, más producción de energía y, en última instancia, más ahorros para el propietario.

El mal tiempo afecta la eficiencia de los paneles solares y no se puede controlar. Entonces, cuando los investigadores y los científicos buscan hacer que la energía solar sea cada vez más eficiente para proporcionar energía, buscan la mecánica dentro de los paneles porque esa tecnología puede controlarse y optimizarse.

Historia de la eficiencia del panel solar

En 1954, los investigadores de los Laboratorios Bell demostraron la primera celda solar de silicio práctica. Revelaron el primer panel solar al usarlo para alimentar una pequeña noria de juguete y un transmisor de radio. Los inventos solares despegaron de allí y el futuro sigue siendo brillante para la industria. Mejorar la eficiencia solar ha sido y sigue siendo un foco para la comunidad científica.

1957-1960: Hoffman Electronics realizó una serie de avances con la electricidad fotovoltaica (PV) y mejoró la eficiencia del 8 al 14 por ciento.

1985: la Universidad de Gales del Sur logró una eficiencia del 20 por ciento para las celdas de silicio.

1999: El Laboratorio Nacional de Energía Renovable colaboró ​​con SpectroLab Inc. para crear una celda solar con 33.3 por ciento de eficiencia.

2016: La Universidad de Gales del Sur volvió a batir ese récord en 2016 cuando los investigadores alcanzaron una eficiencia del 34.5 por ciento.

Los científicos de todo el mundo están trabajando para lograr una eficiencia del 40 por ciento, pero cuanto mayor sea la eficiencia, mayor será el costo del sistema. Los paneles residenciales y comerciales más asequibles operan entre el 15 y el 18 por ciento de eficiencia. Los paneles de mejor desempeño en el mercado pueden alcanzar alrededor del 21-22 por ciento de eficiencia, pero tienen un precio un poco más elevado. Sin embargo, la calificación de eficiencia de un panel solar no es el factor decisivo al elegir los paneles para tu sistema fotovoltaico. La potencia en vatios es tan importante a tener en cuenta.

En 2017, los investigadores en Japón establecieron un nuevo récord de eficiencia para los paneles solares producidos en masa, alcanzando una calificación de eficiencia del 26.6 por ciento. Panasonic había tenido anteriormente el récord, establecido en 2015, con una calificación de eficiencia del 22.04%.

¿Qué sigue en la eficiencia del panel solar?

Los últimos años han sido un momento emocionante para mejorar la eficiencia de los paneles solares. Se han hecho grandes avances y hay mucho espacio para crecer.

La “hoja de ruta” internacional de tecnología para resultados fotovoltaicos predice que para 2027, el panel solar promedio tendrá la misma tasa de eficiencia récord que alcanzaron las investigaciones japonesas en alrededor del 26 por ciento. Los científicos continuarán evaluando el ensamblaje de las celdas en módulos y cómo se extrae la corriente de la silicona. También verán cómo mejorar las estructuras de contacto celular.

La energía solar, es la fuente de energía de más rápido crecimiento en el mundo. Es la fuente de energía más abundante a la que la humanidad puede acceder, y los científicos e ingenieros de todo el mundo están constantemente descubriendo nuevas y mejores formas de aprovecharla. Como prueba, se estima que el 36% de la generación de energía renovable en los Estados Unidos provendrá de energía solar para 2050.

Según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, 173,000 teravatios de energía solar golpean la tierra continuamente. Eso es más de 10,000 veces el uso total diario de energía del mundo.

Dato curioso: la NASA estima que tendrías que explotar 100 mil millones de toneladas de dinamita cada segundo de cada día para igualar la energía producida por el sol. No es de extrañar, entonces, por qué hay miles de ingenieros solares en todo el mundo que desean incluso una pequeña parte de esa energía.

Aquí hay algunos productos solares recientemente innovadores en los que se trabaja actualmente:

1 Pintura Solar

La pintura solar es una pintura aplicada a una superficie que capturará energía del sol y la convertirá en electricidad. La pintura solar puede parecerse a la pintura típica, pero tiene miles de millones de piezas de material sensible a la luz suspendidas, material que la transformaría en pintura que captura la energía.

La pintura solar todavía no se está utilizando porque es solo un 3-8% eficiente, lo que no es lo suficientemente eficiente como para ser comercialmente sostenible. “Eficiente” se define como el porcentaje de la energía total capturada con los rayos del sol. En comparación, un panel solar tradicional funciona con aproximadamente un 18% de eficiencia. Así que todavía hay algunos avances que la pintura solar necesita hacer antes de que sea una solución viable para la generación de electricidad. Algunos expertos creen que es probable que la pintura solar se comercialice en los próximos cinco años.

2 Ventanas Solares

Al igual que la pintura solar, los científicos e investigadores de todo el mundo están trabajando para avanzar en la innovación de ventanas solares. De hecho, un grupo de científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable ha creado ventanas solares que transforman las ventanas de un vidrio transparente a un estado teñido. Cuando se tiñe, las ventanas convierten la luz solar en electricidad.

Otros investigadores de ingeniería en Michigan State están desarrollando un “concentrador solar luminiscente transparente” que genera energía solar. Afirman que hay 5-7 mil millones de metros cuadrados de superficie de vidrio en los Estados Unidos, lo que hace que esta tecnología sea capaz de suplir el 40 por ciento de las demandas de energía en los Estados Unidos.

Las ventanas solares nunca serán tan eficientes como los paneles solares convencionales porque la ventana solar debe permanecer al menos parcialmente transparente. Pero las ventanas solares pueden producir una red bastante grande de pequeñas fuentes fotovoltaicas, y los diseñadores de ventanas solares creen que los costos que las ventanas solares ahorran en energía pagarán los dólares gastados en la instalación.

3 Coches Solares

La distancia total anual que los humanos recorren utilizando combustibles fósiles es de aproximadamente 9,5 billones de kilómetros, lo que equivale a un año luz. Se están quemando muchos combustibles fósiles, lo que hace que muchos ingenieros intenten diseñar un automóvil con energía solar para uso del consumidor.

Los desafíos para producir un automóvil totalmente solar, que tendría 0 emisiones, incluyen un rendimiento intermitente y bajo. La startup holandesa Lightyear está diseñando Lightyear One, un automóvil solar-eléctrico que ya puedes apartar y tener en tu cochera en 2021.

Pero sigue habiendo cierto debate sobre si los autos solares totalmente alimentados son realistas para uso público, pero eso no impide que los ingenieros de todo el mundo intenten construir uno. Y esta no es una nueva tendencia. De hecho, durante más de 30 años, los países han estado compitiendo en el World Solar Challenge, una carrera de 1,864 millas a través del interior de Australia. Los autos solares de la competencia generalmente alcanzan velocidades de 55-62 mph aprovechando la luz del sol del interior de Australia.

4 Caminos Solares

El futuro del transporte solar puede no ser los vehículos en sí. Hasta cierto punto, varios países, incluido Estados Unidos, han lanzado una iniciativa de camino solar. El primer camino solar en Estados Unidos debutó en Sandpoint, Idaho en 2016. Los ingenieros de ese proyecto creen que si Estados Unidos usara paneles solares para cubrir las 48,000 millas cuadradas de superficies pavimentadas en los 48 estados más bajos, produciríamos 3 veces más poder que el que usa la nación.

Incluso las carreteras transitadas pueden “ver” el cielo el 70-90 por ciento de las veces y los defensores de las carreteras solares argumentan que reducirían drásticamente o eliminarían los gases de efecto invernadero emitidos a la atmósfera por la producción de energía de combustibles fósiles. Y, los paneles solares utilizados en las carreteras solares también podrían diseñarse para filtrar el agua de tormenta, derretir la nieve, reemplazar los cables de alimentación por encima del suelo e iluminar el camino para advertir a los automovilistas. Los paneles solares de la carretera también podrían usarse para construir otras superficies, como caminos de entrada, senderos para caminar y estacionamientos.

5 Agua Solar (Desalinización Solar)

La desalinización del agua, que crea agua dulce a partir del agua de mar, que de otro modo es agua inutilizable, es esencialmente el proceso de hervir agua salada y capturar y condensar el vapor para eliminar la sal. Se necesita un volumen extremadamente grande de calor para hervir el agua, y aproximadamente la mitad de los gastos operativos de una instalación de desalinización se destinan directamente a sus costos de energía.

El proceso de desalinización solar utiliza vaporización solar asistida por nanopartículas en una geometría de destilación de membrana. Este proceso puede ser escalable y, si tiene éxito, puede proporcionar suficiente agua limpia para que las familias lo usen en un espacio reducido, y potencialmente para la desalinización fuera de la red en ubicaciones aisladas.

En septiembre de 2016, el Departamento de Energía de EE. UU. Anunció que esperaban “poner a disposición $ 15 millones para 7 a 10 proyectos que exploran tecnologías en etapas iniciales con la perspectiva de reducir significativamente el costo de la desalinización a través de la energía solar térmica”. Esta es una buena noticia para los ingenieros de este producto pionero que muestra tanto potencial innovador.