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"La tecnología de las celdas solares no ha cambiado mucho con el tiempo, y todavía predominan las células solares de silicio", explica el Dr. Craig Grimes, profesor de Ingeniería Eléctrica, Ciencia de los Materiales y Diseño en la Universidad Estatal de Pensilvania. "Se gasta mucha energía, 5 gigajoules por metro cuadrado, para fabricar células solares de silicio. Puede argumentarse en primer lugar que dichas celdas nunca recuperan del todo la energía empleada en fabricarlas".


El nuevo enfoque consiste en desarrollarlas con pigmentos sensibles a la luz, que ya se han fabricado usando nanopartículas y diversos pigmentos.

Los investigadores están estudiando los nanotubos de titanio para reemplazar las capas de partículas en el pigmento sensible de las células solares, y su esfuerzo inicial produjo aproximadamente una conversión del 3 por ciento de energía solar en electricidad. La incapacidad de los investigadores para hacer crecer nanotubos de titanio más largos, disminuyó la proporción de la conversión solar.

"Pienso, y otros investigadores también lo creen, que podemos alcanzar una proporción del 15 por ciento de conversión con estas células", declara Grimes. "Este 15 por ciento se logrará con un sistema de fabricación bastante fácil y comercialmente viable".

Las celdas solares convencionales están hechas de bloques monolíticos de cristal de silicio, fabricado lentamente, que es rebanado en obleas. Grimes y su equipo usan un enfoque más fácil; cubren un pedazo de cristal con óxido de estaño dopado con flúor, y entonces proyectan encima una capa de titanio. Actualmente, los investigadores pueden extender una capa de titanio de 500 nanómetros de espesor, posteriormente anodizada al ser puesta en un baño ácido con una corriente eléctrica moderada. Los nanotubos de dióxido de titanio crecen hasta aproximadamente 360 nanómetros. Los nanotubos son entonces calentados en oxígeno para que cristalicen. El proceso convierte la capa opaca de titanio en una capa transparente de nanotubos.

Esta serie de nanotubos es después recubierta con un pigmento disponible comercialmente. El pigmento que recubre los nanotubos constituye el electrodo negativo, y un electrodo positivo sella la celda que contiene un electrolito yodado. Cuando la luz del sol atraviesa el cristal, la energía incide sobre las moléculas del pigmento y se libera un electrón. Si este electrón y otros encuentran su camino fuera del tubo hacia el electrodo negativo, fluye una corriente. Muchos electrones no lo encuentran y son recombinados, pero la estructura de los tubos de dióxido de titanio permite que la cantidad de electrones que fluyen sea un orden de magnitud mayor que con las capas de partículas.

El espesor de la capa de titanio impide obtener mayor altura de los nanotubos. Con capas iniciales más espesas y tubos más largos, se producirían más electrones que no se recombinarían, generando más electricidad.


http://www.solociencia.com/ingenieria/06031006.htm

Ay ay ay... con los nanotubos se puede hacer de todo, sin duda están destinados a ser uno de los pilares fundamentales del futuro, paneles solares más eficientes, el ascensor espacial, televisores convencionales (CRT) sin "culo"... lamentablemente nadie ha conseguido hacer los nanotubos lo suficientemente largos como para desarrollar las aplicaciones que los requieren.

Buenas tardes.

La verdad es que si los sistemas fotovoltaicos basados en el titanio consiguen comercializarse y alcanzan rendimientos similares a los paneles de silicio pueden ser muy interesantes, no solo serían más fáciles y baratos en energía sino que también mucho más economicos.

Ahora bien, hay que puntualizar una cosa, y es que el Dr Craig Grimes creo que se equivoca al afirmar lo siguiente:

"Se gasta mucha energía, 5 gigajoules por metro cuadrado, para fabricar células solares de silicio. Puede argumentarse en primer lugar que dichas celdas nunca recuperan del todo la energía empleada en fabricarlas".


Pues bien, yo creo que SI recuperan la energía empleada en el proceso de fabricación, y con holgura. Y no hay más que hacer un sencillo cálculo de la producción anual de 1 m2 de panel:

- 1 m2 de panel genera unos 400.000 Wh/año de energía eléctrica. Este dato está calculado en el artículo de Pedro Prieto "Modernos dioses..."

- 1 Wh = 3600 J (el Julio es una unidad de energía bastante pequeña).

- O sea, que cada año 1 m2 de panel generará:
400.000 * 3600 = 1.440.000.000 J -> 1,44 GJ

Si se afirma que para fabricar 1 m2 se consumen 5 GJ, resulta que en 3,47 años se ha recuperado toda la energía consumida en la fabricación. Si la mayoría de los estudios económicos de sistemas fotovoltaicos se hacen sobre la base de 25 años de vida (la duración técnica de los paneles podría ser incluso mayor), pues la afirmación del señor Grimes no se sostiene.

Me parece que cuantos más datos energéticos reales se tengan sobre los procesos que requiere la energía solar fotovoltaica, más nos daremos cuenta de que aquello de que no recuperan la energía usada en su fabricación (o que su TRE es menos que 1) era poco riguroso.

Saludos.

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El camino de los mil pasos empieza con un solo paso (proverbio chino).

Isgota:

No debes creerte todo lo que se dice en Internet, ni siquiera si lo digo yo. Cuando hago el cálculo con el objeto de terminar transmitiendo que NI POR ESAS se podría sustituir toda a energía fósil con fotovoltaica, lo hago poníéndome en el mejor y más imposible de los casos, para los que creen que sí se puede sustituir, para evitar críticas.

Así cuando digo en el artículo "modernos dioses tecnoecológicos..."



lo que estoy haciendo es colocándome en el peor caso frente a mis posibles críticos, pero la realidad es mucho más dura.

Por ejemplo, la radiación que llega a la superficie terrestre, puede estar en un sitio bien insolado y un día bueno, en unos 800 W/m2 (Almeria).

El rendimiento en célula, puede llegar al 15% en DC, pero la realidad promedio de los módulos en el mercado es de un 11-12% en AC. Eso deja unos míseros 96 W/m2 a la salida del panel.

Luego estimo pérdidas muy bajas por otros conceptos, pero la realidad es que desde el panel hasta la red si se inyecta o el consumo doméstico, hay entre un 10 y un 15% de pérdidas, entre polvos, reflexiones, pérdidas en conductores, inversores, transformadores (o baterías y flotación), contadores y demás. Eso deja un resultado de unos 85 W/m2. Es decir, como ya sabíamos, una energía muy buena, excelente, pero muy dispersa y muy, muy costosa.

Pero aún hay más. yo estimaba en mi artículo de referencia unos 300 días de sol a unas 8 horas diarias del mismo. Y eso es una utopía solar (2.400 horas pico al año). La mayoría de los lugares del sur España, andan por debajo de las 2.000 horas/año. No digamos de los principales lugares industrializados del mundo, en zonas mucho más septentrionales. Y eso suponiendo que el panel está colocado en un lugar plano y si nsombras, de amanecer a atardecer. Te sorprendería saber la cantidad de ellos que se colocan "a la remanguillé" y pierden una o dos horas de luz por árboles, edificios colindantes, mala colocación o por estar en un valle, rodeados de montañas.

Así que si vamos a 1.800 horas pico/año por 85 W/m2, tenemos una generación de mundo real (mondo cane) de 153.000 Wh/año/m2, muy alejado de la cifra que di con otros propósitos. Míralo así: si con 400.000 Wh/m2 no salían las cuentas, imagínate como saldrían si hubiese que poner los módulos en Alemania, con calidades chinas.

Y claro, no estoy metiendo la energía necesaria para fabricar los inversores, las baterías, las líneas eléctricas para estos sistemas, los costes de mantenimiento (lleva 3 litros de agua limpia de cierta calidad por m2 cada tres meses al campo; haz revisiones diarias de contactores, inversores, disyuntores, medidores, etc.; mete los sistemas de alarma y seguridad (los "seguriles", como se les conce en el argot, no van a inspeccionar y a hacer rondas en coches de hidrógeno, cargados con la electricidad generada en el campo fotovoltaico), el vallado, el coste del seguro para que no te lo roben (eso es energía, aunque muchos no lo sepan, porque los empleados de las corredurías y compañías aseguradoras gastan energía y si ellos no viven, tu no tienes asegurados los paneles que, por cierto, cada vez se roban más a mansalva) y los costes energéticos indirectos. A lo peor, el Dr. Craig Grimes no anda tan descaminado

En fin, en cuanto a los nanotubos, tengo una corbata de nanotubos, con propiedades maravillosas: echas vino, agua, aceite o lo que quieras sobre ellas...¡y resbala de forma impresionante!, quedando impoluta de nuevo. A la vigésima demostración a mis sorprendidos amigos, las propiedades parecen empezar a fallar; ya no escurre tan bien. Llevo con ella menos de un año. Así empezó la oveja Dolly.

¿Por qué tendremos que hacernos la vida cada vez más complicada, a base de insistir en hacer la misma vida intensamente consumista con cosas supuestamente ecológicas, de energía distribuida, si sólo con ponernos bajo el sol ya atrapamos su energía directamente?

Saludos