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Cómo funcionan los paneles solares pulverizados

Cómo funcionan los paneles solares pulverizados
Satisfacer
  1. Eficiencia del panel solar rociado
  2. Usos de los paneles solares pulverizados
  3. Problemas con los paneles solares rociados

Eficiencia del panel solar rociado

Las tecnologías solares fotovoltaicas (PV) comerciales actuales se basan en células solares de silicio recubiertas con una fina capa de nitrato de silicio (el nitrato de silicio funciona como un material antirreflectante para aumentar la eficiencia de captación de luz solar de la célula solar). Son costosos de producir por dos razones: utilizan plasma de hidrógeno para capturar la luz solar y se fabrican al vacío. Las células fotovoltaicas de película delgada utilizan materiales más baratos pero son más complejas de producir y, a pesar de los materiales más baratos, la complejidad de fabricación equivale a un producto final más caro.

Ingrese al proyecto de material de aspersión solar. Los investigadores están experimentando con formas de cambiar la forma en que se fabrican las células solares, así como de aumentar la eficiencia de las células solares.

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La primera fase de su proyecto es un esfuerzo por reducir la complejidad del proceso de fabricación y los altos costos asociados. Su nuevo método consiste en rociar paneles solares a medida que ruedan sobre una cinta transportadora durante la producción, primero con una película de hidrógeno y luego con una película antirreflectante.

Las células solares están formadas por nanopartículas semiconductoras llamadas puntos cuánticos. Estos puntos cuánticos se mezclan con un polímero conductor para formar un plástico. Los paneles solares rociados hechos de este material se pueden fabricar para que sean más livianos, más fuertes, más limpios y generalmente más baratos que la mayoría de las otras células solares en producción en la actualidad. Son las primeras células solares capaces de capturar no solo luz visible sino también ondas infrarrojas.

La segunda fase del proyecto ANU, en colaboración con la empresa solar alemana GP Solar, explorará formas de aumentar la eficiencia de las células. Los investigadores están explorando cómo la superficie de una célula solar (en particular, su rugosidad) afecta su capacidad para recolectar energía solar. Actualmente, el índice de eficiencia de las células solares en el mercado ronda el 15%. En comparación, las primeras células solares fabricadas en la década de 1950 convirtieron menos del 4% de la energía solar recolectada en energía utilizable. [source: National Renewable Energy Laboratory]. Los científicos predicen que pueden aumentar esta tasa hasta cinco veces los valores actuales. [source: Locgren].

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Usos de los paneles solares pulverizados

La energía solar podría eventualmente incorporarse a los edificios, no solo al techo.

© iStockphoto.com / ooyoo

La eficiencia del panel solar, la tecnología de fabricación y la ingeniería de fabricación son importantes no solo en la industria solar, sino también para usted, el consumidor. Las nuevas tecnologías y los materiales y la fabricación baratos significan aplicaciones diarias más prácticas.

Actualmente, las aplicaciones de los paneles solares fotovoltaicos comerciales tradicionales y los sistemas de energía solar están fuera del alcance de la mayoría de nosotros, además de colocar paneles solares rígidos en los techos de nuestras casas. La tecnología fotovoltaica se utiliza para impulsar naves espaciales, para llevar electricidad a aldeas remotas en países en desarrollo y para alimentar edificios distantes (o cualquier cosa que requiera electricidad, para el caso).

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Las tecnologías fotovoltaicas de película delgada han estado en el mercado durante unos 15 años y son la tecnología solar con la que muchos de nosotros hemos entrado en contacto. ¿O? Si alguna vez ha utilizado una calculadora con energía solar, ya ha experimentado el poder de las células solares de película delgada. Su naturaleza flexible le permite llegar a lugares donde los paneles tradicionales no pueden, incluso en hogares privados y dispositivos electrónicos, pero también se usa de manera similar para generar energía en edificios y en áreas remotas.

Los paneles solares rociados se venderán como una película de hidrógeno que se puede aplicar como revestimiento a los materiales, potencialmente cualquier cosa, desde un pequeño dispositivo electrónico hasta una nueva forma de alimentar una batería de automóvil eléctrico. De manera similar a la tecnología solar actual, los paneles rociadores se pueden incorporar en los propios edificios, no solo en los techos. Algún día podrá comprar ropa con película solar tejida en la tela.

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Problemas con los paneles solares rociados

No importa cuánto le gustaría tejer material solar en su camisa o cubrir su casa con una película solar, no puede. Todavía no existe fuera del laboratorio. Las pruebas del nuevo proceso de fabricación de pulverización catódica fotovoltaica están en curso en ANU y no estarán disponibles comercialmente hasta finales de 2011.

Quizás el mayor obstáculo de marketing es lo que enfrenta la industria solar en su conjunto: la rentabilidad. La economía global de hoy está obligando a todos, incluidas las empresas de energía, a ajustar sus presupuestos. Invertir en investigación de energía solar y nuevos sistemas de energía solar es costoso y el aumento del gasto es un obstáculo para la adopción de nuevas tecnologías.

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Después de experimentar una tasa de crecimiento anual del mercado de más del 30% durante cuatro años, el mercado de paneles solares fotovoltaicos ha disminuido drásticamente. Los expertos de la industria predicen una recuperación del crecimiento del 15-20% [source: Malsch]. Y los científicos que trabajan en el proyecto ANU esperan que al reducir los costos de producción, la industria energética (y los consumidores) no tengan miedo de invertir en energía solar.

Con su nuevo método de fabricación en aerosol, los investigadores de ANU estiman que una instalación de fabricación de células solares de tamaño mediano podría ahorrar alrededor de $ 4 millones, una reducción en los costos de fabricación que, a su vez, podría reducir los precios de consumo. [source: Stohr]. Esto significa que puede prepararse para llevar energía solar a su hogar.

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La forma en que pensamos sobre la energía solar está cambiando.  Vea más fotos de ciencia verde.

La forma en que pensamos sobre la energía solar está cambiando. Vea más fotos de ciencia verde.

© iStockphoto.com / narvikk

Las fuentes de energía renovables han sido un tema candente últimamente, y la energía solar es quizás el más candente, literal y figurativamente. La energía solar es la energía proporcionada por los rayos del sol y, una vez utilizada, puede transformarse en electricidad y calor. Es abundante, limpio y renovable.

Los fabricantes y proveedores de células solares creen fotovoltaica (PV) la tecnología producirá el 15% de la energía que consumirá Estados Unidos en 2020 [source: National Renewable Energy Laboratory]. La popularidad de la energía solar está creciendo en todo el mundo: en Japón, los hogares generaron alrededor del 80% del total de 1,9 millones de kilovatios de energía solar producidos en el año fiscal que finalizó en marzo de 2008. Japón tiene como objetivo aumentar la producción en un 40% de energía solar para 2030. [source: Hall]. También en 2030, el Centro Nacional de Energía Fotovoltaica (NCPV) de EE. UU. Estableció el objetivo de utilizar energía solar para proporcionar el 10% de la electricidad del país durante los períodos de máxima generación, así como para proporcionar energía solar a los mercados extranjeros. [source: Malsch].

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Suena fácil: hay mucho sol. Esto se debe a que el sol proporciona a la Tierra suficiente energía solar en una hora (4,3 x 1020 julios) para satisfacer todas nuestras necesidades energéticas durante un año (4,1 x 1020 julios). [source: Biello]. Pero el dilema a lo largo de los años ha sido cómo aprovechar esta energía solar y darle un buen uso.

Paneles solares tradicionales como los que se ven en los techos, son paneles fotovoltaicos de silicio cristalino, paneles solares hechos de una matriz de células solares. Más recientemente, la tecnología solar de película delgada se ha convertido en la favorita de la industria solar. Las células solares de película fina se fabrican con CIGS (CuIn1 vez GeorgiaX Tu vesdos) y, a diferencia de los paneles rígidos, son flexibles y pueden utilizarse en lugares distintos a los techos (ventanas, fachadas de edificios, automóviles, ordenadores, etc.).

Investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU) están trabajando con la empresa solar Spark Solar Australia y la empresa finlandesa de materiales BraggOne Oy para transformar la forma en que pensamos y usamos la energía solar durante los próximos tres años. Pronto le llegará tecnología solar abundante y asequible.

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