Un equipo de investigadores del Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha desarrollado una persiana ‘invisible’ que bloquea los rayos del sol convirtiéndolos en electricidad.
El módulo, en proceso de ser patentado, permite proteger a los usuarios de los edificios de la luz directa y reducir su necesidad de luz artificial, a la vez que se genera electricidad solar para autoconsumo. El diseño del sistema aparece publicado en la revista ‘Solar Energy Materials and Solar Cells’.
Almudena García Sánchez, investigadora de la UPM., indica que los módulos fotovoltaicos semitransparentes convencionales (BIPV, del inglés building-integrated photovoltaics) utilizan células espaciadas para convertir una parte de la radiación solar en electricidad y transmitir el resto hacia el interior del edificio, lo que produce “deslumbramientos molestos a los usuarios”.
“Nuestro diseño, por el contrario, utiliza un sistema basado en micro-ópticas para convertir toda la luz directa en electricidad, a la vez que se transmite la radiación difusa proveniente del cielo azul como iluminación natural diáfana para el edificio”, añade.
García Sánchez subraya que la persiana ofrece “una iluminación confortable y sin deslumbramiento, ya que la luz transmitida tiene las características cromáticas de la luz solar (similar al cielo azul del exterior), pero con una probabilidad muy baja de deslumbramiento por no transmitir los rayos de luz directa, lo que significa que mejora el bienestar de los usuarios en comparación con los módulos BIPV semitransparentes convencionales que producen patrones de luz y sombra de alto contraste”.
Mediante el uso de este dispositivo, los usuarios de los edificios pueden bloquear la radiación solar directa cuando es molesta, pero manteniendo una cierta iluminación natural que permita reducir las necesidades de iluminación artificial, a la vez que se produce generación de electricidad renovable sin emisiones de carbono, lo que mejora el balance energético y la huella de carbono del edificio.
EFICIENCIA ÓPTICA
Para ello, el módulo integra un diseño de óptica de micro-concentración asimétrica que separa las componentes directa y difusa de la radiación solar. La componente directa se concentra sobre un conjunto de delgadas tiras de células solares que la convierten en electricidad con alta eficiencia.
Las células están dispuestas sobre una placa transparente móvil que permite transmitir la radiación difusa hacia el interior y que se desplaza mediante un sistema de seguimiento solar integrado para asegurar que las células captan la luz directa a medida que cambia la posición del sol a lo largo del día.
Esa alta eficiencia y su buen funcionamiento incluso cuando el sol está muy inclinado respecto de la ventana es una de las principales ventajas del nuevo dispositivo ideado por investigadores de la UPM.
«La eficiencia óptica es superior al 70% en una amplia gama de ángulos de incidencia, lo que garantiza una alta eficiencia eléctrica y densidad de potencia durante todo el día en todas las estaciones», asegura García Sánchez.
El nuevo sistema permite integrarse en los edificios tanto en disposición vertical como horizontal, lo que posibilita utilizar esta persiana inteligente tanto en ventanas como lucernarios.
“El módulo está diseñado para utilizarse como elemento translúcido de la envolvente del edificio. Puede integrarse en elementos de tejado o de fachada donde no se requiera visión directa del exterior», indica César Domínguez, investigador principal del proyecto y profesor de la UPM.
MODO PERSIANA O TRAGALUZ
García Sánchez apunta que el sistema ofrece “la capacidad de gestionar activamente la cantidad de luz directa transmitida según las preferencias del usuario o las necesidades ambientales, algo imposible con los módulos semitransparentes convencionales”.
“Gracias al sistema de seguimiento integrado, la posición de la placa trasera puede ajustarse para evitar que las células solares absorban la luz directa (modo persiana) y se transmita así hacia el interior del edificio si las condiciones de operación lo requieren (modo tragaluz). Esto permite modular no solo la iluminación, sino la carga térmica”, explica.
(SERVIMEDIA)
