Un sistema de almacenamiento de energía térmica molecular con una célula fotovoltaica logra una eficiencia de aprovechamiento solar del 14,9%

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Un equipo internacional de investigación dirigido por la Universitat Politècnica de Catalunya, en Barcelona, ha creado un dispositivo híbrido que combina el almacenamiento de energía solar térmica molecular (MOST) con una célula fotovoltaica de silicio. Los investigadores afirman que se trata del primer dispositivo híbrido que combina una célula solar de silicio con un innovador sistema de almacenamiento.

En el artículo de investigación “Hybrid solar energy device for simultaneous electric power generation and molecular solar thermal energy storage”, publicado esta semana en Joule, el equipo explica que el sistema MOST está hecho de elementos como carbono, hidrógeno, oxígeno, flúor y nitrógeno, lo que evita la necesidad de materiales raros.

El sistema híbrido consiste en moléculas orgánicas que, al ser irradiadas con fotones de alta energía, como la luz ultravioleta, sufren una transformación química y almacenan energía para su uso posterior. El sistema también sirve de filtro óptico y agente refrigerante para la célula solar, lo que, según se descubrió, mejora el aprovechamiento de la energía solar y resuelve las limitaciones de las tecnologías solares y de almacenamiento convencionales existentes.

Las pruebas experimentales realizadas con el sistema demostraron una eficiencia récord de almacenamiento de energía del 2,3%. Por otra parte, la integración del sistema MOST con la célula solar redujo la temperatura de la superficie de la célula en aproximadamente 8 ºC en condiciones estándar de irradiación solar –de 51ºC a 39ºC–, lo que ayudó a reducir las pérdidas de energía debidas al calor.

El sistema híbrido también demostró una eficiencia de utilización solar del 14,9%, lo que representa una mejora con respecto a los dos sistemas solares híbridos cuando funcionan de forma independiente.

En la conclusión del trabajo de investigación, el equipo afirma que el sistema híbrido es un “avance significativo hacia una tecnología de almacenamiento de energía de larga duración que complemente los sistemas fotovoltaicos”. Añade que el sistema demostró la capacidad de producir una potencia más constante en distintos periodos, lo que significa que, en teoría, podría configurarse para alternar distintos materiales a lo largo del día con el fin de optimizar la eficiencia.

“Una ventaja notable del sistema híbrido MOST-PV es su doble funcionalidad, que permite el almacenamiento simultáneo de energía y la generación de electricidad a partir de la energía solar, ejemplificando así un enfoque integrado de la utilización de la energía”, añaden los investigadores.

En la actualidad, se ha demostrado que los sistemas MOST son capaces de superar los 1.000 ciclos con una degradación mínima. “En un escenario del mundo real con cargas y descargas diarias, un dispositivo que funcione continuamente durante meses parece factible”, afirman los autores del estudio, y concluyen: “Teniendo en cuenta estos retos y avances, y la amplia implantación de la tecnología FV en todo el mundo, podemos suponer que una combinación FV-MOST podría ser muy valorada si se desarrollara un dispositivo MOST a gran escala”.

En la investigación han participado investigadores de la Universidad de Cambridge, la Universidad Tecnológica Chalmers de Gotemburgo y el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona.

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