Así funcionan las ventanas que generan electricidad

Así funcionan las ventanas que generan electricidad

Un material que promete sustituir el silicio podría revolucionar las tecnologías solares del futuro.

Ventana solar

Prototipo de una construcción con ventanas solares semitransparente de perovskita.

Foto:

Cortesía de Csiro

Por: Ricardo Segura - EFE Reportajes
13 de junio 2020 , 09:20 p.m.

Unas nuevas celdas solares semitransparentes se incorporarán al vidrio de las ventanas de casas y oficinas. Fabricadas con perovskita, anuncian una revolución energética de impacto ecológico y económico.

Dentro de unos pocos años, las ventanas no solo dejarán entrar la luz del sol, sino que además la convertirán en corriente eléctrica. Esto será así gracias a unas nuevas células solares semitransparentes que se pueden incorporar al vidrio de la ventana, y que podrían transformar la arquitectura, la planificación urbana y la generación de electricidad, según los científicos australianos autores de esta innovación.

Los investigadores, liderados por el profesor Jacek Jasieniak, del centro Exciton Science y de la Universidad de Monash (MU), ambos en Victoria (Australia), han conseguido fabricar células solares avanzadas que generan electricidad mientras permiten que la luz pase a través ellas, según la Organización de Investigación Científica e Industrial (Csiro) australiana.

Ahora investigan con Viridian Glass, el mayor fabricante de vidrio de Australia, cómo desarrollar un proceso de fabricación que posibilite producir vidrios para ventanas solares a gran escala y pueda transferirse fácilmente a la industria con el fin de que los fabricantes puedan adoptar esta tecnología e integrarla en productos comerciales, informa Csiro.

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Estas ‘ventanas solares’ cumplirán las mismas funciones que los paneles solares estándar que hoy se instalan en los techos de casas y edificios, pero a un menor costo y con mayor eficiencia

Un material esperanzador

Estas nuevas células solares están fabricadas con un tipo de perovskita, considerado uno de los materiales más prometedores para sustituir el silicio, con el que en la actualidad se fabrica la mayoría de las células de los paneles fotovoltaicos, ya que tiene una mayor eficiencia energética o capacidad de convertir la energía solar en electricidad.

Las perovskitas son un grupo de minerales descubiertos en 1839 en los Urales (Rusia), con estructura cristalina y buena capacidad de absorber la luz y conducir la electricidad. Es un material más barato y fácil de producir que el silicio, y sus propiedades son hoy investigadas en laboratorios de todo el mundo.

Se trabaja en forma de láminas y combinado con otros compuestos, con el objetivo de mejorar su propiedad generadora de corriente y elevar su resistencia al medioambiente.

Las nuevas células solares de perovskita desarrolladas en Australia transformarán las ventanas en generadores de energía activa. De tal manera que 2 metros cuadrados de estas ‘ventanas solares’ producirán aproximadamente tanta electricidad como un panel solar estándar de los que se instalan hoy en las azoteas de casas y edificios, según sus investigadores.

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Un gran avance

La idea de las células solares semitransparentes no es nueva, pero los diseños anteriores habían fallado porque eran muy caras, inestables o ineficientes, puntualiza Csiro.

Lo nuevo es que el profesor Jasieniak y sus colegas de la MU y Csiro utilizaron un nuevo enfoque, sustituyendo un componente de célula solar conocido como Spiro-OMeTAD por otro de un nuevo material semiconductor y aplicando “un tratamiento térmico de múltiples pasos”, gracias a lo cual obtuvieron “resultados sorprendentes”, según aseguran.

Explican que estas nuevas células solares de perovskita semitransparentes (ST-PeSC) tienen una eficiencia energética récord, siendo capaces de funcionar en condiciones de iluminación continua y alta humedad, con gran estabilidad a largo plazo.
“Durante mucho tiempo ha sido un sueño tener ventanas que generen electricidad, y ahora eso parece posible, planteando nuevas oportunidades y desafíos a los arquitectos, constructores, ingenieros y planificadores”, señala el profesor Jasieniak.

“Estas nuevas células solares pueden hacerse más o menos transparentes, y en función de ello generan mayor o menor electricidad”, explica Jasieniak, y luego apunta que unas ‘ventanas solares’ teñidas en el mismo grado que las actuales ventanas acristaladas generarían unos 140 vatios de corriente por metro cuadrado. 

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Ventanas solares

Prototipos de células solares semitransparentes compuestas por las perovskitas, un grupo de minerales descubiertos en 1839, en los Urales (Rusia), con buena capacidad de absorber la luz.

Foto:

Cortesía

En ocho o diez años

“Prevemos que esta tecnología podría entrar en una etapa comercial y llegar al mercado en un plazo de ocho a diez años, y es probable que su primera aplicación sea en edificios de varios pisos”, adelanta el profesor Jasieniak a Efe.

“Los actuales módulos (paneles fotovoltaicos) de células solares comerciales de las azoteas tienen alrededor de 2 metros cuadrados. Los pequeños prototipos de célula solar que hemos desarrollado ofrecen una eficiencia energética equivalente a la de las actuales células solares comerciales”, apunta.

“Las grandes ventanas desplegadas en edificios de gran altura son costosas, y el gasto adicional de incorporarles las células solares semitransparentes sería marginal, pero con estas ventanas solares ¡el edificio obtendría electricidad gratis!”, destaca el profesor.

Además, desde el año 2009 las capacidades de captación y transmisión de energía solar que presentan las fotoceldas fabricadas con perovskitas vienen en constante ascenso. Y el mayor obstáculo, que ha sido la durabilidad de esas fotoceldas, también mejora día a día. Con lo cual el futuro es más que promisorio.

“Estas células solares significarán un gran cambio en la manera de planificar y diseñar las construcciones, ya que ahora un edificio se diseña bajo el supuesto de que sus ventanas son pasivas, pero a partir de ahora producirán electricidad de forma activa, lo cual podría llevar a reconsiderar su posición en los edificios, para optimizar la captación de la luz del sol”, concluye el científico.

RICARDO SEGURA
EFE REPORTAJES

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