Uno de los “problemas” de la producción de electricidad es su almacenamiento. Hay varias soluciones, pero su eficacia está lejos de ser la ideal. En la búsqueda de nuevas formas de almacenar energía, los investigadores han desarrollado ventanas inteligentes que, además de producir energía, también pueden almacenarla.
Ventanas inteligentes que producen y almacenan energía solar
Los científicos han desarrollado un nuevo tipo de ventana electroquímica inteligente que, además de ser autoalimentada, también puede almacenar energía solar.
Además, también pueden cambiar su transparencia según las condiciones climáticas para mejorar la comodidad de la habitación y reducir los costos de aire acondicionado interior.
El grupo de investigadores de la Universidad de Henan (China) ha desarrollado ventanas fotovoltaicas producidas con kesteritacapaz de regular la radiación de luz e incluso almacenar energía.
Las ventanas electrocrómicas tienen cristales recubiertos con materiales especiales (como óxido de tungsteno u óxido de níquel), que cambian su capacidad de transmisión de luz en respuesta al voltaje. De esta forma se controla la cantidad de luz y calor que entra en la habitación.
Esta es una tecnología activa: se requiere una descarga eléctrica para que el dispositivo cambie de opacidad.
¿Cuales son los beneficios?
Se ha demostrado que la El acristalamiento electrocrómico puede compensar hasta el 30 % de las necesidades energéticas de un edificio. Sin embargo, por otro lado, requieren una fuente de alimentación externa, lo que limita mucho su aplicación. Es por ello que esta tecnología se ha ido incorporando a la fotovoltaica a lo largo de los años.
Las ventanas inteligentes electrocrómicas alimentadas por células solares son una solución prometedora para el ahorro de energía, aunque todavía tienen varias limitaciones. Uno de ellos es el color: cuando se oscurecen, se vuelven azules, lo que reduce el confort visual. Además, la adición de células solares de silicio aumenta significativamente los costes de producción.
Ventanas fotovoltaicas de Kesterite.
Las nuevas ventanas fotovoltaicas de kesterite de la Universidad de Henan ofrecen una excelente solución. En particular, el equipo, dirigido por Guofà Cai, integró una ventana electrocrómica basada en óxido bimetálico de níquel-cobalto (NiCoO2) con células solares de película delgada CZTSSe. Este último es la versión cultivada en laboratorio del mineral kesterita, un material con buenas propiedades ópticas y electrónicas, gran estabilidad y obtenido a partir de elementos abundantes y no tóxicos.
Eso sí, su rendimiento aún no está al nivel del silicio cristalino. Pero todavía solo ofrece rendimientos de alrededor del 12%.
Las películas de NiCoO2, preparadas mediante deposición por baño químico, tienen un color estéticamente neutro, lo que puede mejorar la comodidad visual de los residentes. Y el mini módulo fotovoltaico de 1,89 cm2, incrustado en el vidrio, proporciona una fuente de energía propia estable y eficiente para el electrocromismo.
En la imagen, el ejemplo de cómo esta tecnología puede, durante el día, almacenar energía, a través de la producción en las ventanas, y utilizarla durante la noche.
¿Y dónde está la "batería"?
La ventana también incorpora una película de óxido de titanio (TiO2) como electrodo auxiliar con excelentes propiedades de almacenamiento de energía.
De hecho, esta película de nanopartículas actúa como una capa de almacenamiento de iones debido a su buena capacidad de equilibrio de carga y alta transmisión.
Probada en condiciones normales de iluminación, la ventana de kesterita fotovoltaica registró un consumo de energía de 318,3 mWh/m2 y una eficiencia global del 2,15%.
De acuerdo a científicos, estos valores son comparables a los de los acristalamientos solares actuales. También ofrece una modulación óptica excelente (56,0 % a 550 nm) y una velocidad de tinción rápida (17 s).
Los resultados del estudio han sido publicados en la revista Materiales de energía solar y células solares y colocan la invención en la clase de acristalamiento electrocrómico.
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