Concentrador óptico impreso en 3D que triplica la luz que llega a los paneles solares

Con estas altas temperaturas y la crisis energética que estamos viviendo nos encontramos con numerosas empresas que utilizan la luz solar como fuente de energía. Científicos de la Universidad de Stanford (California) han desarrollado recientemente un nuevo concentrador óptico impreso en 3D que multiplica por 3 la luz que llega a las placas solares. Este dispositivo de lente en forma de pirámide, llamado Axially Graded Index Lens (AGILE), fue diseñado por la investigadora de ingeniería Nina Vaidya y es capaz de aumentar la capacidad de energía recogida por un panel solar. Todo ello reduciendo su coste de producción y haciendo el proceso más práctico.

En la actualidad, cada vez más las personas son conscientes del problemático estado del planeta, por lo que la demanda de fuentes de energía ecológicas es mayor que nunca. Los que están interesados en pasarse a este tipo de alternativas se encuentran ya con una variedad de opciones diferentes. La energía solar, por ejemplo, es probablemente una de las nuevas fuentes de energía ecológicas más conocidas y que existe desde hace tiempo. Y aunque es, sin duda, una buena opción, sus tecnologías aún dejan mucho margen de mejora e innovación. Un nuevo invento que podría revolucionar la forma de captar la energía solar se ha publicado recientemente en el número de julio de la revista Microsystems & Nanoengineering. En el artículo, cuyos autores son la investigadora y ex alumna de Stanford Nina Vaidya y su asesor de doctorado, el profesor Olav Solgaard, los científicos presentan un nuevo dispositivo impreso en 3D que es capaz de recoger más energía que cualquier otro panel solar anterior.

  Los paneles son construidos como pirámides invertidas (Créditos de la imagen: Stanford)

¿Cómo funciona el dispositivo?

Los paneles solares convencionales sólo funcionan mejor en las circunstancias adecuadas. La luz del sol, que, como se sabe, es la fuente de energía de esta tecnología, tiene que estar colocada en la dirección exacta en la que la luz pueda incidir directamente sobre la superficie plana del panel. Como la dirección de la luz cambia durante el día, muchos paneles solares giran activamente hacia el sol para captar la mayor cantidad de luz posible. Sin embargo, con el dispositivo recién presentado, este largo y circunstancial procedimiento podría ser pronto redundante. El nuevo e innovador panel es capaz de captar y concentrar la luz solar procedente de cualquier ángulo gracias a su estructura especial, que tiene forma de pirámide invertida sin puntas. El material, que es una combinación de vidrio y polímeros, permite a la lente concentrar la energía solar desde distintos ángulos en un solo punto, de forma similar a cuando se quema la hierba con una lupa.

Nina Vaidya explica: «Queríamos crear algo que tomara la luz y la concentrara en la misma posición, aunque la fuente cambiara de dirección. No queremos tener que estar moviendo el detector o la célula solar ni desplazar el sistema para orientarlo hacia la fuente. Es un sistema completamente pasivo: no necesita energía para seguir la fuente ni tiene partes móviles. Sin foco óptico que mueva posiciones ni necesidad de sistemas de seguimiento, concentrar la luz es mucho más sencillo».

El concentrador óptico podría incluso ayudar captar la luz solar en días nublados. (Créditos de la imagen: Ecoinventos)

No se sabe mucho sobre la tecnología exacta de impresión 3D que se utiliza para crear los paneles. Sin embargo, la forma en que se fabrican es mediante la superposición de diferentes vidrios y polímeros que desvían la luz en diferentes grados, que en última instancia enfocan la luz en un punto exacto. Tras una larga fase de pruebas y errores y la fabricación de muchos prototipos diferentes, Nina Vaidya confía ahora en que su diseño se utilizará pronto con éxito en la industria solar y otros ámbitos. Y concluye:

«Poder utilizar estos nuevos materiales, estas nuevas técnicas de fabricación y este nuevo concepto AGILE para crear mejores concentradores solares ha sido muy gratificante. La energía limpia abundante y asequible es una parte vital para abordar los urgentes retos climáticos y de sostenibilidad, y necesitamos catalizar soluciones de ingeniería para hacerla realidad.»

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*Créditos de la foto de portada: Standford University