A partir de los 25 grados la capacidad de obtención de electricidad baja mucho, lo que es un gran problema en zonas cálida

Aunque España no sea el ejemplo más vistoso ni mucho menos si se tiene en cuenta su capacidad potencial, la instalación de paneles solares para producir electricidad está teniendo un crecimiento espectacular en muchos países del mundo. Se calcula que ya proporcionan el tres por ciento de la demanda mundial de electricidad y que este porcentaje se multiplicará por cinco a lo largo de la próxima década.

A medida que aumenta su importancia económica, crecen los esfuerzos por hacer más eficientes los paneles fotovoltaicos basados en células de silicio, que son la inmensa mayoría de los comerciales y que solo alcanzan un rendimiento máximo de alrededor de un 20%. Eso quiere decir que convierten en electricidad únicamente la quinta parte de la energía solar que les llega. Está claro que hay mucho espacio para la mejora y no es extraño que existan numerosas líneas de investigación en ese sentido.

Recubrir los paneles solares con una sustancia que los refrigere captando humedad del aire durante la noche es una de las soluciones propuestas. El calentamiento excesivo de los paneles, debido a la conversión en calor de la energía solar que no se capta para electricidad, disminuye su rendimiento a partir de los 25 grados de temperatura en alrededor de un 0,5% por cada grado y también acorta su vida. Refrigerarlos con agua, además de caro, es inaplicable en zonas áridas y desérticas, que sí tienen una gran insolación y son por tanto favorables para grandes instalaciones de este tipo de energía renovable.

Ingenieros chinos, que trabajan en Hong Kong y en Arabia Saudí, han llegado a una solución, elegante y simple en principio, que consiste en la aplicación de un gel compuesto de nanotubos de carbono y una sal de cloruro de calcio que absorbe la humedad atmosférica. De los nanotubos de carbono se ha hablado mucho, y también se ha investigado mucho sobre ellos en las últimas décadas. Esta es solo una de las múltiples aplicaciones que van surgiendo con el paso del tiempo, pero puede resultar crucial para lograr un pequeño aumento de la eficiencia que a gran escala represente una gran diferencia positiva en la producción de electricidad.

En condiciones de laboratorio y en pruebas realizadas al aire libre en Arabia Saudí se ha conseguido con la aplicación de este gel una disminución de la temperatura de unos diez grados en el panel solar, que se tradujo en un aumento de su eficiencia de entre el 13% y el 19% según las circunstancias, comunican los científicos en la revista Nature Sustainability. Este tratamiento se puede hacer en los paneles solares ya existentes y en los futuros, con lo que se avanza hacia su sostenibilidad al durar más cada panel y necesitar menos unidades para lograr la misma producción.

El gel, que se utiliza para obtener agua limpia en lugares que no la tienen, absorbe la humedad por la noche y luego, al aumentar la temperatura, si está cubierto por un plástico transparente, suelta vapor de agua que se condensa y se convierte otra vez en agua líquida que pasa a un depósito para su uso. Lo que los ingenieros y científicos chinos han hecho es probar su aplicación a los paneles fotovoltaicos recubriendo la parte posterior de cada panel con una capa de gel y calculando el espesor adecuado de esta según la humedad de la zona. Así han conseguido resultados muy esperanzadores que se pueden aplicar en conjuntos de paneles solares de todos los tamaños. El principio aplicado no es muy distinto del mecanismo biológico del sudor, por ejemplo, o del funcionamiento del tradicional botijo.

Ahora quedan muchos experimentos por hacer, porque hay que comprobar cuánto dura el recubrimiento antes de que se degrade y funcione peor. También se está probando un gel ligeramente distinto que resista mejor la lluvia. En plan práctico, los científicos chinos han pensado también en recoger el agua en una cámara de condensación adyacente a la capa de gel y aprovecharla para limpiar de polvo los paneles, otro de los problemas que presentan y que limitan su eficiencia, especialmente en zonas donde se producen tormentas de polvo.

Lo de aprovechar la noche para obtener energía está también en la base de los llamados paneles antisolares, en estado experimental. Se basan en que el universo es mucho más frío que la Tierra por lo que unas células fotovoltaicas radiantes obtendrían energía eléctrica por la diferencia de temperatura durante la noche o mientras no les diera el sol. Su eficiencia sería mucho más baja que la de las que funcionan con la luz del Sol, pero lo harían de noche, cuando no lo hacen estas, evitando así la discontinuidad de la energía solar.

"Una célula solar normal genera energía al absorber la luz solar, lo que hace que aparezca un voltaje en el dispositivo y que la corriente fluya. En estos nuevos dispositivos, se emite radiación infrarroja y la corriente y el voltaje son en dirección opuesta, pero se genera energía igual. Hay que utilizar materiales diferentes pero la física es la misma", explica Jeremy Munday, de la Universidad de California en Davis.

publico.es / Malen Ruiz de Elvira, 20 mayo 2020

Los paneles solares también necesitan refrigeración y unos científicos han encontrado una solución