Ventanas solares hechas de cromóforos

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La startup italiana Glass to Power ha desarrollado una tecnología de concentradores solares luminiscentes (LSC) que se puede integrar en elementos arquitectónicos y ventanas.

Los dispositivos son placas de plástico semitransparentes dopadas con cromóforos altamente emisivos que absorben la luz solar y emiten fotones de larga longitud de onda. “Estos fotones son guiados por reflexión interna total hasta los bordes del dispositivo, donde son convertidos en electricidad por células fotovoltaicas convencionales instaladas a lo largo del perímetro del dispositivo”, dijo la compañía a pv magazine.

Según la compañía, los dispositivos son fáciles de integrar en elementos arquitectónicos y son ideales para edificios con un balance energético casi nulo en zonas urbanas muy pobladas donde no hay suficientes tejados adecuados para instalar módulos convencionales.

Caracterización colorimétrica

La tecnología se basa en nanopartículas conocidas como cromóforos, que desacoplan los procesos de absorción y emisión de luz. “Esto ha permitido construir prototipos con una buena eficiencia de generación incluso para superficies de cientos de centímetros cuadrados, que pueden ser fácilmente escalados hasta las dimensiones requeridas para aplicaciones comerciales”, dijo un portavoz de la compañía.

Los LSC son esencialmente incoloros, lo que es un requisito clave para su aplicación en la fotovoltaica integrada en edificios.

“Una completa caracterización colorimétrica demostró que nuestro LSC no introduce una distorsión relevante de la luz transmitida ni modificaciones en la percepción cromática de interior a exterior”, añadió el portavoz.

Ahora se pueden producir LSC de gran superficie estables y respetuosos con el medio ambiente para los módulos BIPV, afirma Glass to Power. El portavoz de la empresa añadió que la tecnología permite el desarrollo de ventanas fotovoltaicas de bajo impacto que se pueden integrar fácilmente en la arquitectura de edificios pasivos, de forma que las hace prácticamente invisibles desde dentro y desde fuera. Se dice que las LSC son similares a las lentes para gafas de sol, en lugar de las películas que se aplican comúnmente a las ventanas acristaladas para reducir la luz solar interior.

“Además, el grado de transparencia de las LSC puede determinarse en la fase de producción según las necesidades del cliente, para obtener el mejor compromiso entre la energía absorbida y la cantidad de luz para la iluminación interior”, dijo el portavoz.

Eficiencia óptica

La calidad de la luz transmitida, según la certificación UNI 10380, se encuentra en el grupo 1A, que es la mejor fuente de iluminación en hogares y hospitales, dijo Glass to Power. Una prueba de Farnsworth-Munsell 100, que es una de las pruebas de visión de color más famosas que existen actualmente, mostró que los LSC no alteran la percepción de los colores en las ventanas fotovoltaicas, afirmó la compañía.

Glass to Power ha obtenido un 3,2% de eficiencia de conversión, con un grado de transparencia en el espectro visible de alrededor del 80%. “Es decir, solo el 20% de la luz se utiliza para la generación de energía, mientras que el 80% restante pasa a través del panel para iluminar el ambiente interior”, declaró la empresa.

La eficiencia de conversión óptica de la fracción azul-ultravioleta del espectro solar alcanza valores superiores al 10%. “Además, las simulaciones de ‘trazado de rayos’ basadas en los datos experimentales obtenidos de nuestros prototipos muestran que estas prestaciones también se conservan para las grandes dimensiones, abriendo el camino a las ventanas fotovoltaicas con niveles de eficiencia superiores al 5%”, dijo el portavoz.

Las nanopartículas están hechas en su totalidad de materiales inorgánicos como el silicio, que son intrínsecamente estables a la irradiación solar, sin ningún riesgo de degradación. Eso garantiza la continuidad y la durabilidad de la generación de electricidad, según la empresa. Añadió que solo ha utilizado nanopartículas de plexiglás y silicio fácilmente reciclables para los LSC, u otros semiconductores inertes sin metales pesados.

Glass to Power tiene su sede en Rovereto, en la provincia de Trento, en el norte de Italia. Actualmente tiene una capacidad de producción de 300 gramos de nanopartículas por mes, pero espera aumentarla a 100 gramos por día mediante la instalación de nuevos equipos de producción.