Cuando el cielo se encapota y las precipitaciones hacen acto de presencia, el rendimiento de los paneles tradicionales de silicio cae en picado, dependiendo inevitablemente de costosos sistemas de almacenamiento o de la red eléctrica general. Este ha sido uno de los problemas de los paneles solares durante décadas, pero un importante avance podría solucionarlo por completo.
En ADSLZone, llevamos mucho tiempo siguiendo e informando sobre la evolución de los nuevos materiales fotovoltaicos, y lo que acaba de lograr el Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS) es un salto de calidad sin precedentes. Han desarrollado un dispositivo híbrido capaz de operar tanto con sol como con lluvia, dejando atrás las limitaciones que históricamente han existido.
¿Qué es la perovskita?
En la actualidad, las gigafactorías y los parques solares logran aprovechar solo una pequeña fracción de la energía neta que recibimos del Sol. Para superar la barrera de eficiencia del silicio tradicional, la industria lleva años volcando sus esperanzas en la perovskita, un material cristalino que promete tasas de conversión energética mucho mayores, con un coste de fabricación mucho más económico.
Hasta ahora, su problema era la fiabilidad, ya que las células de perovskita son extremadamente sensibles a los cambios de temperatura y, sobre todo, a la humedad. El contacto con el agua degradaba el material rápidamente, y es justo ahí donde el equipo del ICMS ha querido intervenir. Y parece que han dado con la clave.
Los investigadores han conseguido crear una película protectora ultrafina utilizando tecnología de plasma. Para que nos hagamos una idea de su magnitud a nivel microscópico, este recubrimiento tiene un grosor de apenas 100 nanómetros, es decir, es unas 800 veces más fino que un pelo humano estándar (que ronda los 80.000 nanómetros).
Energía cinética
Este recubrimiento nanométrico no solo hace de chubasquero, ya que además aísla la química interna de la perovskita del agua y mejora su capacidad de absorción de luz. Su verdadera genialidad, tal y como detallan los resultados de la investigación publicados en la prestigiosa revista científica Nano Energy, es que actúa como una superficie triboeléctrica.
La triboelectricidad es un fenómeno físico mediante el cual ciertos materiales se cargan eléctricamente tras entrar en contacto por fricción o impacto. En este caso, la capa transforma la energía cinética (el movimiento y la fuerza del impacto) de la lluvia al caer sobre el panel directamente en energía eléctrica.
Los experimentos realizados en las instalaciones sevillanas han arrojado datos asombrosos, ya que una sola gota de lluvia es capaz de generar una diferencia de potencial de 110 V, una cantidad de energía eléctrica suficiente para alimentar un pequeño dispositivo portátil.
Como bien subraya en el comunicado oficial Carmen López, una de las investigadoras del ICMS involucradas en el proyecto, este trabajo «demuestra la viabilidad de implementar ambos sistemas de recolección de energía» en una única configuración de película fina. Entonces, ya no hablamos de un panel solar, sino de un verdadero panel híbrido «solar-lluvia».
El impacto directo de este recubrimiento híbrido va mucho más allá de los tejados de las viviendas y se podrá aplicar ya mismo a la sensórica de exteriores y al internet de las cosas, el famoso IoT.
Al desarrollar un dispositivo que goza de autonomía energética total, independientemente de si hace sol o llueve, se abre la puerta a instalar redes de sensores que no requieran mantenimiento de baterías. Esto es vital para monitorizar la fatiga estructural en megaproyectos de ingeniería como puentes, alimentar circuitos LED sumergidos en el agua, optimizar la agricultura de precisión en climas adversos y dar energía a las estaciones meteorológicas que están ubicadas en lugares remotos.