Agua limpia y electricidad de un mismo aparato

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Aunque las eficiencias de las células solares continúan aumentando, sigue siendo un hecho que gran parte de la luz de solar que entra en los paneles se convierte en calor en lugar de electricidad. En la mayoría de las instalaciones fotovoltaicas, el calor no solo no se utiliza de ninguna manera, sino que también puede afectar tanto el rendimiento como la vida útil de las células solares.

En un artículo publicado esta semana en Nature Communications, unos científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Rey Abdullah (KAUST) en Arabia Saudita dijeron haber desarrollado un sistema que utiliza el calor generado para purificar el agua sin afectar el rendimiento de los paneles.

El artículo describe un dispositivo que incorpora células solares de la japonesa Sharp comercialmente disponibles y que incluye también un dispositivo de destilación de agua de membranas múltiples conectado a la parte posterior de la célula solar, que permite reciclar el calor latente del sol en cada etapa de destilación. Los lados del dispositivo están sellados con espuma de poliuretano de baja conductividad térmica para reducir la pérdida de calor.

Los investigadores informaron, además, que el dispositivo puede producir agua limpia de manera estable para cumplir con los estándares establecidos por la Organización Mundial de la Salud a una tasa más alta que 1.64 kg por hora por metro cuadrado, mientras que los paneles fotovoltaicos siguen generando electricidad con una eficiencia del 11% que, según el artículo, es la misma registrada en los mismos paneles sin el dispositivo de destilación.

Opciones de celdas

Peng Wang, profesor de ciencias ambientales e ingeniería en KAUST, dijo a pv magazine que la elección de la célula solar no se ha basado solo en la conveniencia y que el sistema es compatible con productos modernos y más eficientes. “Para nuestro dispositivo de segunda generación, estamos usando células de tecnología innovativa”, dijo Wang.

El estudio de la KAUST, además, revela que si todos los 1 TW de capacidad solar que se prevé estén operativos para el año 2025 estuvieran equipados con el dispositivo de purificación, en teoría podrían producir al menos cuatro mil millones de metros cúbicos de agua dulce por año, lo cual sería suficiente para satisfacer el 10% del consumo mundial de agua potable, basado en cifras de 2017.

El informe agregó que, con celdas solares especialmente diseñadas, la producción de agua del sistema podría aumentar considerablemente sin afectar la producción de electricidad. Esto se debe al hecho de que los módulos solares están diseñados para emitir calor a la atmósfera para reducir su temperatura de funcionamiento, en lugar de estar optimizados para utilizar dicho calor.