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Tecnología

Hologramas aumentan la producción de energía solar


Este método puede aumentar la cantidad de energía solar convertida por el panel solar en el transcurso de un año en aproximadamente un cinco por ciento.

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Una técnica innovadora permite capturar la energía solar no utilizada que ilumina un panel solar para crear hologramas especiales que se pueden insertar fácilmente en el propio panel solar.

Este método puede aumentar la cantidad de energía solar convertida por el panel solar en el transcurso de un año en aproximadamente un cinco por ciento.

La energía disponible de la luz solar es 10 mil veces más de lo que se necesita para satisfacer las demandas energéticas del mundo. La luz solar tiene dos propiedades principales que son útiles en el diseño de sistemas de energía renovable. La primera es la cantidad de energía que cae sobre un área fija, como el suelo o el techo de una persona. Esta cantidad varía según la hora del día y la temporada. La segunda propiedad son los colores o el espectro de la luz solar.

Una forma de capturar la energía solar es utilizar células solares que convierten directamente la luz solar en electricidad. En un módulo solar como los que las personas colocan en su techo, muchas celdas se ensamblan en un panel rígido, se conectan entre sí, se sellan y se cubren con vidrio protector. La célula solar funciona mejor cuando ciertos colores de luz solar caen sobre ella y cuando toda el área está cubierta por fotocélulas. Sin embargo, se necesita un área de panel para conectar las celdas, y es posible que la forma de la célula solar no permita que toda el área restante del panel recoja la luz solar. Estos efectos hacen que el panel solar sea menos eficiente de lo que podría ser. Capturar la mayor cantidad posible de luz solar en un panel solar es fundamental para aprovechar de manera eficiente la energía solar.

Investigadores de la Universidad de Arizona desarrollaron recientemente una técnica innovadora para capturar la energía solar no utilizada que ilumina un panel solar. Como se informó en el Journal of Photonics for Energy (JPE), crearon hologramas especiales que se pueden insertar fácilmente en el paquete del panel solar. Cada holograma separa los colores de la luz solar y los dirige a las células solares dentro del panel solar.

Este método puede aumentar la cantidad de energía solar convertida por el panel solar en el transcurso de un año en aproximadamente un 5 por ciento. Esto reducirá tanto el costo como la cantidad de paneles solares necesarios para alimentar una casa, una ciudad o un país.

Diseñado por el estudiante de doctorado Jianbo Zhao, bajo la supervisión de Raymond K.Kostuk, profesor de ingeniería eléctrica e informática y ciencias ópticas, y en colaboración con el estudiante de doctorado Benjamin Chrysler, el colector de luz holográfica combina un elemento óptico holográfico de bajo costo con un difusor. El elemento óptico se sitúa simétricamente en el centro del módulo fotovoltaico para obtener la máxima captación de luz efectiva, informa en un comunicado SPIE (International Society for Optics and Photonics).

El equipo calculó la mejora del rendimiento energético anual para Tucson, Arizona, y presentó un método reproducible para evaluar la eficiencia de recolección de energía del colector de luz holográfica en función de los ángulos del sol en diferentes momentos del día, en diferentes estaciones y en diferentes áreas geográficas.

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