diciembre 3, 2022

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El nuevo sistema de captación solar está batiendo récords

Un profesor de la Universidad de Houston informa sobre un nuevo tipo de sistema de colector solar llamado celdas fotovoltaicas térmicas (STPV) que rompe el récord de eficiencia de todas las tecnologías actuales. Y no menos importante, se presta a su uso energía solar 24/7.

Las células fotovoltaicas que convierten la luz solar directamente en energía han hecho grandes progresos. Sin embargo, con toda la investigación, la historia y la ciencia detrás de esto, existen límites en cuanto a la cantidad de energía solar que se puede recolectar y utilizar: su generación está limitada solo por la luz del día.

El profesor de la Universidad de Houston, Bo Zhao, continúa la búsqueda histórica e informa sobre un nuevo tipo de sistema de recolección de energía solar que rompe el récord de eficiencia de todas las tecnologías actuales. Y, no menos importante, allana el camino para el uso 24/7 de la energía solar.

Zhao dijo: «A través de nuestra arquitectura, la eficiencia de la recolección de energía solar se puede mejorar hasta un límite termodinámico». Gao, profesor asociado de Ingeniería Mecánica de Calci y estudiante de doctorado Sina Jafari Glikoneh, informó los hallazgos en la revista. Se aplicó revisión física. El límite termodinámico es la eficiencia máxima absoluta teórica en la conversión de la luz solar en electricidad.

¿Cómo funciona?

Las células solares fotovoltaicas convencionales se basan en una capa intermedia para acondicionar la luz solar para lograr una mayor eficiencia. El lado frontal de la mesocapa (el lado que mira hacia el sol) está diseñado para absorber todos los fotones provenientes del sol. De esta manera, la energía solar se convierte en energía térmica para la capa intermedia y eleva la temperatura de la capa intermedia.

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Pero el límite de eficiencia termodinámica para STPV, entendido durante mucho tiempo como el límite del cuerpo negro (85,4 %), todavía está muy por debajo del límite de Landsberg (93,3 %), que es el límite de eficiencia para la recolección de energía solar.

Zhao explicó: «En este trabajo, mostramos que el déficit de eficiencia es causado por la emisión determinista de la capa intermedia hacia el Sol generada por la reciprocidad recíproca del sistema. Proponemos sistemas STPV no intercambiables que utilizan una capa intermedia con propiedades radiativas no intercambiadas. Tal capa intermedia no intercambiable puede amortiguar drásticamente la emisión de retorno al sol y dirigir más flujo de fotones hacia la célula».

Agregó: «Hemos demostrado que con esta optimización, un sistema STPV sin interruptor puede alcanzar el límite de Landsberg, y que los sistemas STPV prácticos con energía fotovoltaica de unión única también pueden ver un aumento significativo en la eficiencia».

Además de mejorar la eficiencia, los STPV prometen compacidad y distribuibilidad (electricidad que se puede programar según la demanda en función de las necesidades del mercado).

En un escenario de aplicación importante, los STPV pueden combinarse con una unidad económica de almacenamiento de energía térmica para generar electricidad las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

«Nuestro trabajo destaca el gran potencial de los componentes fototérmicos no recíprocos en las aplicaciones energéticas. El sistema propuesto ofrece un nuevo camino para mejorar significativamente el rendimiento de los sistemas STPV. Puede allanar el camino para la implementación de sistemas no recíprocos en sistemas STPV prácticos». actualmente se utiliza en plantas de energía”, dijo Zhao.

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Como ejercicio intelectual, este es un buen trabajo que muestra dónde buscar más eficiencia. Este es un caso sólido para las células fotovoltaicas solares no intercambiables. Pero aún no ha sido diseñado ni diseñado.

Quizás este trabajo desencadene algún progreso. 93.+% es definitivamente algo para seguir buscando. La Unidad Económica de Almacenamiento de Energía Térmica también necesitará algo de trabajo.

Por Brian Westenhouse vía Nueva energía y combustible

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