La forma en que pensamos sobre la energía solar se está transformando. Vea más imágenes de ciencia verde. © iStockphoto.com / narvikk Las fuentes de energía renovables son un tema candente últimamente y la energía solar puede ser la más candente, literal y figurativamente. La energía solar es la energía proporcionada por los rayos del sol, y cuando está enjaezado, se puede convertir en electricidad y calor. Es abundante limpio y renovable.
Los fabricantes y proveedores de células solares creen fotovoltaica ( PV ) la tecnología producirá el 15 por ciento de la energía que consumirá Estados Unidos en 2020 [fuente:Laboratorio Nacional de Energía Renovable]. La energía solar está ganando popularidad en todo el mundo:en Japón, los hogares generaron aproximadamente el 80 por ciento del total de 1,9 millones de kilovatios de energía solar producidos en el año fiscal que finalizó en marzo de 2008. Japón apunta a aumentar su producción de energía solar en un 40 por ciento para 2030 [fuente:Hall]. También para 2030, El Centro Nacional de Energía Fotovoltaica de los Estados Unidos (NCPV) se ha fijado el objetivo de utilizar energía solar para suministrar el 10 por ciento de la energía del país durante las horas pico de generación. así como suministrar energía solar a mercados extranjeros [fuente:Malsch].
Parece bastante fácil:hay mucha luz solar. De hecho, el sol proporciona a la Tierra suficiente energía solar en una hora (4,3 x 1020 julios) para alimentar todas nuestras necesidades energéticas durante un año (4,1 x 1020 julios) [fuente:Biello]. Pero el dilema a lo largo de los años ha sido cómo aprovechar esa energía solar y ponerla en práctica.
Paneles solares tradicionales, del tipo que ves en los tejados, son matrices fotovoltaicas de silicio cristalino:paneles solares que se componen de una colección de células solares. Más recientemente, La tecnología solar de película fina se ha convertido en la favorita de la industria solar. Las células solares de película fina se fabrican con CIGS (CuIn 1-x Georgia X Se 2 ) tecnología, y a diferencia de los paneles rígidos, son flexibles y se pueden utilizar en lugares distintos a los tejados (en ventanas, lados de los edificios, carros, ordenadores, etc.).
Investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU) están trabajando en colaboración con la empresa solar Spark Solar Australia y la empresa finlandesa de materiales BraggOne Oy para transformar la forma en que pensamos y usamos la energía solar durante los próximos tres años. Accesible, próximamente le llegará abundante tecnología solar.
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Las tecnologías solares fotovoltaicas (PV) comerciales actuales se basan en celdas solares que están hechas de silicio que ha sido recubierto con una capa delgada de nitrato de silicio (el nitrato de silicio funciona como un material antirreflectante para aumentar la eficiencia de recolección de luz solar de la celda). Son costosos de fabricar por dos razones:utilizan plasma de hidrógeno para recolectar la luz solar y se fabrican al vacío. Las células fotovoltaicas de película delgada utilizan materiales más baratos pero son más complejas de fabricar y, a pesar de los materiales más baratos, la complejidad de la producción equivale a un producto final más caro.
Ingrese al proyecto de material solar en aerosol. Los investigadores están experimentando formas de cambiar la forma en que se fabrican las células solares, así como cómo aumentar la eficiencia de las células solares.
La fase uno de su proyecto es un esfuerzo por reducir tanto la complejidad del proceso de fabricación como el alto costo asociado. Su nuevo método consiste en rociar paneles solares a medida que avanzan por una cinta transportadora durante la producción, primero con una película de hidrógeno y luego con una película antirreflectante.
Las células solares están hechas de nanopartículas semiconductoras llamadas puntos cuánticos . Estos puntos cuánticos se mezclan con un polímero conductor para hacer un plástico. Los paneles solares en aerosol compuestos de este material se pueden fabricar para ser más livianos, más fuerte, más limpio y generalmente menos costoso que la mayoría de las otras células solares en producción en la actualidad. Son las primeras células solares capaces de captar no solo luz visible sino ondas infrarrojas, también.
Fase dos del proyecto ANU, en colaboración con la empresa solar alemana GP Solar, estudiará formas de aumentar la eficiencia de las células. Los investigadores están explorando cómo la superficie de una célula solar (específicamente, su rugosidad) afecta su capacidad para recolectar energía solar. Ahora, la tasa de eficiencia de las células solares en el mercado es de alrededor del 15 por ciento. En comparación, las primeras células solares fabricadas en la década de 1950 convirtieron menos del 4 por ciento de la energía solar recolectada en energía utilizable [fuente:Laboratorio Nacional de Energía Renovable]. Los científicos predicen que pueden aumentar esa tasa en cinco veces las cifras actuales [fuente:Locgren].
La energía solar podría eventualmente incorporarse a los edificios, no solo colocada en el techo. © iStockphoto.com / ooyoo Eficiencia del panel solar, La tecnología de fabricación y la ingeniería de fabricación son importantes no solo en la industria solar, sino también para usted. el consumidor. La nueva tecnología y los materiales y la producción económicos significan más prácticas, aplicaciones diarias.
En la actualidad, las aplicaciones de los paneles solares fotovoltaicos comerciales tradicionales y los sistemas de energía solar están fuera del alcance para la mayoría de nosotros, además de colocar paneles solares rígidos en los tejados de nuestras casas. La tecnología fotovoltaica se utiliza para impulsar naves espaciales, para llevar electricidad a aldeas remotas en países en desarrollo y para alimentar edificios remotos (o cualquier cosa que requiera electricidad, De Verdad).
Las tecnologías fotovoltaicas de película delgada han estado en el mercado durante aproximadamente 15 años y son la tecnología solar con la que la mayoría de nosotros hemos entrado en contacto. ¿Dónde? Si alguna vez usó una calculadora con energía solar, ha experimentado el poder de las células solares de película delgada. Su naturaleza flexible le permite ir a lugares donde los paneles tradicionales no pueden, incluso en hogares privados y dispositivos electrónicos, pero también se usa en formas similares de producción de energía en edificios y en lugares remotos.
Los paneles solares en aerosol se venderán como una película de hidrógeno que se puede aplicar como revestimiento a los materiales, potencialmente todo, desde un pequeño dispositivo electrónico hasta una nueva forma de alimentar la batería de un automóvil eléctrico. Similar a la tecnología solar de hoy, los paneles en aerosol podrían incorporarse a los edificios mismos, no solo en los tejados. Un día puede comprar ropa con película solar entretejida en la tela.
No importa cuánto le gustaría tejer material solar en su camiseta o cubrir su casa con una película solar, no puedes. Todavía no existe fuera del laboratorio. Las pruebas del nuevo proceso de fabricación fotovoltaica en aerosol se están llevando a cabo en ANU y no estarán disponibles comercialmente hasta finales de 2011.
Quizás el mayor obstáculo de marketing aunque es el que enfrenta la industria solar en su conjunto:la rentabilidad. La economía global actual tiene a todos, incluidas las empresas de energía, ajustando sus presupuestos. Invertir en investigación de energía solar y nuevos sistemas de energía solar es caro, y el gasto vertiginoso es una barrera para la adopción de nuevas tecnologías.
Después de ver una tasa de crecimiento anual del mercado de más del 30 por ciento durante cuatro años, el mercado de paneles solares fotovoltaicos ha disminuido drásticamente. Los expertos de la industria predicen que el crecimiento se recuperará entre un 15 y un 20 por ciento [fuente:Malsch]. Y los científicos que trabajan en el proyecto ANU esperan que, al reducir los costos de fabricación, la industria energética (y los consumidores) no tendrán miedo de invertir en energía solar.
Con su nuevo método de producción en spray, Los investigadores de ANU estiman que una fábrica de producción de células solares de tamaño mediano podría ahorrar aproximadamente USD $ 4 millones, reducciones en los costos de fabricación que, a su vez, podrían hacer bajar los precios al consumidor [fuente:Stohr]. Lo que significa que puede prepararse para llevar energía solar a su hogar.
Mucho poderLa empresa australiana Spark Solar, en colaboración con el proyecto de tecnología solar en aerosol de la Universidad Nacional de Australia, planea construir una planta de fabricación de células solares de $ 70 millones donde fabricarán 19 millones de células solares al año. Eso es suficiente para alimentar 20, Más de 000 hogares exportan más de $ 400 millones en energía solar [fuente:Evans].
