El futuro de la energía solar

Sin lugar a dudas, la energía solar es quizás la solución más elegante para nuestras necesidades energéticas. El sol golpea la superficie de nuestro planeta con más que suficiente energía para mantenernos en marcha para siempre.

El gobierno de los Estados Unidos estima que la tierra recibe más de 173.000 teravatios de energía cada año, que es más de 10.000 veces lo que la humanidad necesita.

El desafío siempre ha sido recolectar esa energía. A pesar de que la mayoría de las personas son conscientes de las células fotovoltaicas, los paneles solares han sido lo suficientemente caros para mantenerlos firmemente en el soporte de lujo. Durante años, la baja eficiencia de los paneles solares y los altos costos por pulgada cuadrada de estos paneles hicieron que la energía solar fuera económicamente inviable.

Eso ha cambiado ahora. En los cinco años entre 2008 y 2013, el costo de los paneles solares disminuyó en más de 50 por ciento. Entre 2015 y 2017, los expertos estiman que el costo caerá otro 40 por ciento. Los investigadores en el Reino Unido dicen que están sorprendidos por la rápida adopción solar está creciendo. Estiman que los costos caerán lo suficientemente rápido como para permitir que la energía solar aporte un 20% de nuestro consumo energético en 2027. Ese punto de referencia habría sido inimaginable hace unos años.

Parece que la tecnología se ha atrapado en términos de costos y eficiencia. Ahora está al borde de la adopción masiva. Pero, ¿a dónde puede ir la tecnología desde aquí? ¿Qué hay en la tienda para el futuro de la energía solar?

Nuevos negocios
Cada nueva tecnología trae nuevas oportunidades para los negocios. Tesla y Panasonic ya están planeando una fábrica de fabricación de paneles solares enormes en Buffalo, Nueva York. El powerwall de Tesla es ya uno de los dispositivos de almacenamiento de energía doméstica más populares del mundo. Los grandes jugadores no son los únicos que se benefician del auge de la energía solar.

Es probable que exista mucha demanda de bienes inmuebles. Los terratenientes y los agricultores pueden arrendar sus tierras para la construcción de nuevas granjas solares. La demanda de cable de media tensión podría elevarse ya que las granjas solares tendrán que estar recién conectadas a la red. Todas las nuevas oportunidades van a impulsar los precios más bajos y conducir la tecnología más.

Las células bio-solares
Los investigadores han experimentado con material biológico en las células solares por un tiempo ahora. Las bacterias (específicamente las cianobacterias) eventualmente pueden facilitar la alimentación de los dispositivos inalámbricos. La eficiencia de estas células bio-solares no está en ninguna parte cerca de las células fotovoltaicas convencionales, pero hay esperanza de que la tecnología gradualmente se pondrá al día. Uno de los investigadores de la escuela de ingeniería y Ciencias aplicadas Thomas J. Watson de la Universidad de Binghamton, Seokheun ‘ sean ‘ Choi, cree que las biocélulas serían útiles para áreas remotas donde la sustitución de baterías con frecuencia no es una opción.

Mejor conversión a electricidad
Investigadores de Israel y Alemania se asociaron para estudiar si había una mejor manera de convertir la luz del sol en electricidad. Resulta que la forma más eficiente es también la más común: la fotosíntesis. El estudio confirmó que el uso de biomasa como combustible podría eventualmente permitirnos crear máquinas de fotosíntesis artificiales. Estos podrían convertir la luz del sol en energía y almacenar de una manera más natural para su uso posterior.

Paneles flotantes
Algunos países carecen del espacio para las granjas solares. Una solución elegante a este problema son las granjas solares flotantes. Ciel & Terre International, una empresa francesa de energía, ha estado trabajando en una solución solar a gran escala, flotante, desde 2011. Ya han instalado una granja de prueba frente a las costas del Reino Unido y ahora están buscando proyectos similares en la India, Francia y Japón.

Energía inalámbrica del espacio
La agencia espacial japonesa (JAXA) cree que acercarse al sol es la mejor manera de impulsar la eficiencia y recolectar más energía. El proyecto de sistemas de energía solar espacial (SSPS) del equipo está tratando de enviar paneles solares a la órbita cercana a la tierra. La energía recolectada se transmitirá de forma inalámbrica a la estación base a través de microondas. Si tiene éxito, esta tecnología podría ser un verdadero cambio de juego.

Árboles de recolección de energía
Un equipo de investigadores en Finlandia está tratando de crear un árbol que almacena la energía solar en sus hojas. Estas hojas podrían utilizarse para alimentar pequeños electrodomésticos y teléfonos móviles. Es probable que los árboles sean impresos en 3D, utilizando biomateriales que imitan la madera orgánica. Cada hoja genera energía a partir de la luz solar, pero también puede usar energía cinética del viento. Los árboles están diseñados para sobrevivir en interiores y al aire libre. El proyecto se encuentra actualmente en fase de prototipo en el centro de investigación de la VTT en Finlandia.

Mejor eficiencia
La eficiencia es, por el momento, el mayor obstáculo para una mejor energía solar. En este momento, más del 80% de todos los paneles solares tienen una eficiencia energética de menos del 15 por ciento. La mayoría de estos paneles solares son estacionarios, lo que significa que pierden la luz solar directa. La mayoría de la luz solar que golpea los paneles se desperdicia. Un mejor diseño, una mejor química y el uso de nanopartículas que absorben la luz del sol podrían impulsar la eficiencia.

Algunos investigadores creen que han encontrado una manera de capturar el espectro infrarrojo de la luz para su uso en los paneles solares. Ahora mismo, los rayos infrarrojos pasan a través de los paneles y se desperdician. Pero si este espectro de luz invisible puede ser capturado, podría aumentar la eficiencia energética en un 30 por ciento.

Mientras tanto, IBM está tratando de hacer que las células fotovoltaicas individuales sean más pequeñas para que más de ellas puedan ser apretujados en espacios más estrechos. La compañía cree que eventualmente podría empacar diez veces más células fotovoltaicas en el mismo espacio.

La energía solar es claramente el futuro. Hasta la fecha, la humanidad sólo ha arañado la superficie del verdadero potencial del sol. El sol Despliega más energía en la superficie del planeta que lo que se usa cada año. Si bien los costos se han reducido drásticamente a lo largo de los años, la tecnología se ha mantenido igual. Investigadores de todo el mundo están trabajando incansablemente para mejorar la forma en que los rayos solares son recogidos y convertidos en energía.

El impulso incesante de la tecnología eventualmente ayudará a que la energía solar contribuya a una parte importante de las necesidades energéticas anuales. Los dispositivos mejores y más eficientes serán alimentados por el sol y tendrán la capacidad de almacenar esta energía por períodos más largos. El boom energético que viene está listo para cambiar vidas para siempre.