Células solares que trabajan en la oscuridad

Aunque parece totalmente un oxímoron, es cierto. Ya existen placas solares capaces de generar energía en la noche. El profesor de la Universidad de California Jermey Munday ha presentado una célula fotovoltaica capaz de generar aproximadamente un 25% de la energía que genera un panel solar en su ciclo de trabajo de un día, en el ambiente nocturno. Recientemente ha presentado el diseño de los primeros prototipos en el artículo “Nighttime Photovoltaic Cells: Electrical Power Generation by Optically Coupling with Deep Space”, recogido en la revista ACS Photonics.

Lo novedoso, es que Munday y su equipo han conseguido invertir el funcionamiento de una célula diurna convencional obteniendo como resultado la obtención de energía aunque todavía en menos cantidad. Se espera que los próximos pasos de la investigación sean avanzar en la cantidad de potencia de salida y en la eficiencia de los dispositivo utilizados para optimizar el proceso. Incluso podría ser posible tener sistemas que alimenten de energía sin necesidad de tener ningún tipo de almacenador, lo que supondría un ahorro en costos y una menor contaminación (las baterías aún contienen elementos contaminantes).

Este prototipo también funciona durante el día si se consigue bloquear la luz solar. Si se consiguiera crear una célula fotovoltaica que trabaje día y noche se podría compensar sobradamente y equilibrar la red de electricidad durante el ciclo de un día completo. Es decir, generar 24 horas  energía renovable y almacenar la que no se consuma, ya que la tecnología de optimización de baterías también avanza notablemente. El investigador encargado del proyecto aseguraba en un comunicado que los materiales para la fabricación de estos modelos son distintos a los de los paneles solares, pero que la dinámica de uso es exactamente la misma, solo que a la inversa.

Las células fotovoltaicas solares están hechas de silicio para capturar la energía proveniente del sol, pero dado que se busca un funcionamiento invertido con estas nuevas placas nocturnas, este material no es adecuado. Los investigadores están manejando aleaciones de mercurio que resultarían mucho más adecuadas para las condiciones nocturnas. La principal diferencia es que las solares trabajan con su superficie fría, en la tierra, absorbiendo la luz del sol (el calor) del espacio, mientras que estos paneles anti-solares como las define su creador, generan pequeñas cantidades de energía al revés.

El objeto en este caso está caliente y apunta al espacio, que está frío, generando un contraste de energía en forma de luz infrarroja que es lo que recoge la placa. Como explica Munday en el artículo de presentación del prototipo,”A diferencia de los generadores termoeléctricos tradicionales, nuestro dispositivo acopla el lado frío del módulo termoeléctrico a una superficie orientada al cielo que irradia calor al frío del espacio y tiene su lado cálido calentado por el aire circundante, lo que permite la generación de electricidad por la noche.”

El voltaje es menor que el recogido por las celdas solares, pero es cuestión de perfeccionar el modelo. Este tipo de tecnología podría ser usada para paneles de tipo bifacial en donde una cara tenga tecnología estándar y la cara posterior tecnología de tipo nocturno, pudiendo girase automáticamente 180º tras el amanecer, anochecer, e incluso días con poca radiación solar

Aunque parece increíblemente nuevo, el principio en el que se basa el funcionamiento del prototipo anti-solar del equipo de la Universidad de California , ha sido utilizado durante cientos de años como técnica de enfriamiento nocturno. Según Munday, en los últimos cinco año ha habido mucho interés en los métodos de generación de energía mediante el filtrado de la luz,  esquivando las radiaciones, o con la acumulación de calor. Prueba de ello fue la creación de una célula termoradiativa que genera energía expulsando calor a su entorno. Investigaciones recientes se están centrando en ver cómo aprovecharla para recoger el calor que irradian los motores.

De momento los paneles nocturnos son capaces de recoger hasta 50 vatios de energía en condiciones climatológicas favorables, pero se espera que en poco tiempo de esta cantidad aumente considerablemente, una vez hallado el material óptimo de fabricación y almacenaje.