Ventana termocrómica se polariza mientras convierte luz solar en electricidad.

Investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL, por sus siglas en inglés), que pertenece al Departamento de Energía de Estados Unidos, desarrollaron una ventana termocrómica que se transforma de transparente a polarizada mientras convierte la luz solar en electricidad.

Aunque ya existen ventanas solares, los creadores de este nuevo cristal dicen que aquellas son estáticas, es decir, están diseñadas para aprovechar una fracción de la luz solar para no sacrificar transmisión de luz visible necesaria para ver en los interiores y para la comodidad de los ocupantes. Esta nueva ventana, en cambio, es más eficiente porque es una buena celda solar cuando hay mucho sol, y una buena ventana cuando no lo hay.

El cristal permite que pase un promedio del 68% de la luz en la porción visible del espectro solar cuando está en estado transparente. Cuando la ventana cambia de color (un proceso que requiere de aproximadamente tres minutos de iluminación), sólo permite el paso de la luz en un 3%.

El dispositivo está en fase de pruebas y se ha hecho de materiales avanzados, como perovskitas y nanotubos de carbono de paredes simples. A medida que la ventana se oscurece, genera electricidad. Este cambio de color se da por unas moléculas llamadas metilamina, que se absorben de forma reversible en el dispositivo. Cuando la energía solar calienta el cristal, las moléculas se expulsan y la ventana se oscurece. Cuando el Sol deja de brillar, el cristal se enfría y las moléculas vuelven a absorberse y la ventana se vuelve transparente nuevamente.

Los estudios demostraron que la invención estableció una eficiencia de conversión de energía solar de 11.3%. Los autores aseguran que existen tecnologías termocrómicas, pero que no convierten la energía en electricidad.

El autor principal del estudio es Lance Wheeler, científico del NREL, y los coautores son David Moore, Rachelle Ihly, Noah Stanton, Elisa Miller, Robert Tenent, Jeffrey Blackburn y Nathan Neale.

Por ahora, se realizaron pruebas en un cristal de 1 centímetro cuadrado, el cual hizo varios ciclos repetidos de polarización y transparencia; pero el rendimiento disminuyó en el transcurso de 20 ciclos, debido a la reestructuración de la capa conmutable. La investigación se centra actualmente en mejorar la estabilidad de los ciclos.

El camino hacia la comercialización de esta tecnología se exploró en 2016, durante un programa llamado Energy I-Corps. El argumento de Wheeler era que esta tecnología podría integrarse en vehículos, edificios y otros lugares. La electricidad generada por la ventana de celdas solares de NREL puede recargar baterías para alimentar teléfonos inteligentes o componentes electrónicos de un vehículo, como ventiladores, sensores de lluvia y motores que abren o cierran las ventanas.

Mientras este cristal polarizado es mejorado, una compañía en Ucrania, llamada SolarGaps, trabaja en un proyecto que consiste en crear persianas motorizadas equipadas con paneles solares para departamentos o edificios de oficinas. La empresa se dio a conocer en 2017 y asegura que sus persianas pueden ajustarse manualmente o desde un teléfono móvil y son capaces de seguir los rayos del Sol para captar la mayor cantidad de iluminación posible al día.

Cada persiana viene acompañada por una batería para almacenar la energía generada y, así, poder usarla durante la noche. Una SolarGap de 1.5 metros cuadrados puede generar hasta 150 Wh.

Fuente NREL:
https://www.nrel.gov/
Fuente SolarGaps:
https://solargaps.com/

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