La adopción solar continúa creciendo. Sin embargo, el equipo necesario todavía es relativamente grande y requiere un espacio dedicado en algo como una azotea.
Los innovadores de todo el mundo han estado trabajando en formas de evitar ese problema. Algunos adoptan el enfoque de construir paneles solares en superficies planas existentes, como calzadas y tejas tesla.
La idea de los paneles solares transparentes es emocionante porque podrías convertir cada ventana (o incluso la pantalla del teléfono) en una superficie generadora de energía. ¡¿Qué tan genial sería eso?!
A lo largo de los años, hemos visto varios titulares de noticias y cosas virales en las redes sociales sobre algún avance en la energía solar transparente, solo para luego descubrir que estaba sobrevalorado o que estaba demasiado temprano en su desarrollo.
Entonces, ¿cuál es el estado de la industria solar transparente? ¿Estamos cerca de que sea real, o es una de esas cosas tecnológicas futuras que suenan muy bien en la ciencia ficción pero que no sucederán en nuestra vida?
Resumen:
- La energía solar transparente no está en el punto en el que puede comprar paneles listos para usar, y las aplicaciones residenciales pueden tardar años
- Se ha demostrado que la tecnología funciona, pero es solo la mitad de eficiente que la energía solar tradicional.
- Equipos de investigación de todo el mundo están trabajando en energía solar transparente, con cierto grado de éxito comercial
- La mayoría de los paneles solares transparentes que se usan hoy en día se encuentran en entornos comerciales y experimentales.
- Con la excepción de un experimento en Corea, los paneles solares transparentes no son completamente transparentes y existen compensaciones entre la transparencia y la producción de energía.
- A pesar de la falta de transparencia total, los estudios han demostrado que los paneles transparentes son adecuados para el cultivo de plantas en invernaderos
- Un enfoque alternativo y menos experimental son los paneles solares integrados en las persianas de las ventanas.
Solar transparente en teoría
Para aquellos con un conocimiento vago de cómo funcionan los paneles solares, el concepto de un panel solar transparente puede parecer absurdo. Los paneles solares absorben la energía solar y la convierten en electricidad. ¿Cómo puede un panel absorber simultáneamente la energía solar y dejarla pasar?
El concepto es simple: capturar el invisible espectro UV mientras deja que el visible paso del espectro.
Si bien sería imposible que dichos paneles fueran tan eficientes como los paneles opacos, los investigadores argumentan que dado que los paneles transparentes podrían reemplazar las ventanas existentes, podrían compensar la ineficiencia con el volumen. Se estima que hay entre 5 y 7 mil millones de metros cuadrados de ventanas en los Estados Unidos, con 2,5 mil millones de metros cuadrados adicionales de vidrio instalados cada año en todo el mundo.
Pero la realidad es más espinosa, y equipos de todo el mundo han desarrollado muchas técnicas para diseñar ese concepto aparentemente simple.
Energía ubicua
En los Estados Unidos, dos hombres se identifican en gran medida con el desarrollo de la tecnología solar transparente: el profesor del MIT, Vladimir Bulović, y el profesor de la Universidad Estatal de Michigan. ricardo lunt, quien comenzó a investigar en el MIT antes de mudarse a Michigan. Lunt demostró la tecnología en MSU en 2015.
Los dos (junto con Miles Barr) co-fundaron Energía ubicua para capitalizar la tecnología. La empresa se jacta de tener los únicos paneles solares verdaderamente transparentes del mundo, pero aun así, son solo entre un 40 y un 80 % transparentes, con una eficiencia de hasta el 10 % (los mejores paneles solares de la actualidad). tienen alrededor del 23% de eficiencia).
A pesar de estar en el negocio desde hace una década, Ubiquitous Energy tiene solo dos instalaciones en su cartera publica: en su propia sede en Redwood City, California, y en las instalaciones de NSG Pilkington en Northwood, Ohio. La compañía me dice que pronto se anunciarán algunas instalaciones más, incluida una en un punto de referencia importante.
NSG Group (abreviatura de Nippon Sheet Glass Co. Ltd.) es uno de los mayores fabricantes del mundo de productos de vidrio y vidriado para aplicaciones comerciales. En 2019, Ubiquitous Energy y NSG formaron una camaradería para integrar el revestimiento solar ClearView Power de UE en el vidrio arquitectónico.
La sociedad tiene sentido, dado que la subsidiaria Pilkington de NSG hace, entre otras cosas, vidrio para paneles solares y vidrio de control solar, que protege a los habitantes del edificio de la luz solar directa. Ubiquitous Energy acaba de anunciar una sociedad con Antamex para añadir acristalamiento solar a las ventanas arquitectónicas.
ClearVue Abajo
Al otro lado del mundo, una firma llamada ClearVue en Australia tiene más instalaciones que cotizan en bolsa y específicos. Funciona de manera similar al modelo de Ubiquitous Energy: una película intercalada entre capas de vidrio dirige la luz a las células solares en el marco de la ventana.
Si se encuentra en West Perth, puede visitar la sala de exposición de ClearVue y ver los paneles transparentes en acción.
Las ventanas de ClearVue se han instalado en universidades, villas de lujo y, sobre todo, en Atrio del centro comercial de Warwick, donde ClearVue dice que genera alrededor de 1,6 kWh por día a partir de 25 metros cuadrados de ventana. Y eso es después de que se hayan tenido en cuenta las pérdidas de batería y de CC a CA, lo cual es bastante impresionante.
ClearVue admite que un panel solar tradicional con una eficiencia del 22 %, suponiendo una ubicación óptima, genera seis veces más energía que sus paneles transparentes. Las ventanas ClearVue cuestan alrededor de $400 por metro cuadrado (en dólares estadounidenses), sin contar el marco y la instalación.
En comparación, las ventanas de baja emisividad no solares cuesta alrededor de $ 14 por pie cuadrado en los Estados Unidos. Hay alrededor de 10,8 pies cuadrados en un metro cuadrado, por lo que cubrir un metro cuadrado en baja E típica costaría alrededor de $ 150 o alrededor de $ 250 menos por metro cuadrado que ClearVue. ClearVue dice que el costo adicional se puede recuperar en tan solo un año, y los paneles duran unos 20 años.
Un panel totalmente transparente de Corea
A principios de este año, el profesor Joondong Kim de la Universidad Nacional de Incheon anunció un nuevo avance en la tecnología solar transparente: un panel solar totalmente transparente. El enfoque del profesor Kim incrusta dióxido de titanio u óxido de níquel directamente en el vidrio para absorber la energía solar. Ambos tienen una alta transparencia óptica. El dióxido de titanio ya se usa en células solares y es ecológico, mientras que el óxido de níquel es lo suficientemente abundante para una producción barata.
Dado que los paneles son totalmente transparentes, el profesor Kim espera que las células puedan integrarse en las pantallas de los teléfonos. Sin embargo, es probable que falten años para las aplicaciones comerciales, y las celdas solo tienen una eficiencia del 2,1 %. Impresionante dada su transparencia, pero un teléfono no tiene tanto vidrio como un rascacielos, por lo que no está claro qué diferencia harían los paneles en la duración de la batería.
invernaderos solares suizos
Una de las empresas emergentes más interesantes que trabajan en energía solar transparente es la firma suiza Insolight, creadores de la THEIA paneles agrovoltaicos. Insolight presume de tener el módulo fotovoltaico translúcido más eficiente del mundo, con hasta un 30% de eficiencia. Eso se debe a las exclusivas lentes hexagonales de Insolight que concentran la luz solar.
Los paneles THEIA están destinados a usarse en invernaderos y tienen dos modos: E-Mode, que produce energía y transmite luz difusa, y MLT-Mode, que es 78% transparente pero no produce electricidad. Entonces, el enfoque de Insolight tiene una compensación clara (sin juego de palabras).
Quizás se esté preguntando si los paneles transparentes que absorben los rayos ultravioleta e infrarrojos ofrecen suficiente luz solar para los cultivos. Investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte indica que sí se puede, al menos en zonas con sol de sobra.
Un enfoque alternativo: persianas solares
¿Qué pasa si los paneles solares transparentes están resolviendo el problema equivocado? firma ucraniana brechas solares está adoptando un enfoque alternativo: paneles solares integrados en las persianas de las ventanas. La empresa afirma que un metro cuadrado de sus persianas puede generar hasta 100 vatios de potencia en una hora.
SolarGaps tiene fotos de sus persianas instaladas por toda Europa, incluso en el World Trade Center de Barcelona. A diferencia de las otras empresas enumeradas aquí, puede solicitar una cotización en línea y en realidad pedir productos de SolarGaps. Una persiana de ventana de 33×33 pulgadas (el formulario dice que 30×30 es el mínimo, pero en realidad es 33×33) cuesta alrededor de $700 (menos el inversor y el envío) y genera 74 vatios de potencia cada hora.
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