Aunque asociamos la idea de capturar y aprovechar la energía proveniente del sol con paneles solares, la humanidad ha explotado esta fuente de energía desde hace miles de años para iluminar, calentar sus hogares, conseguir agua caliente y cocinar. El viento también ha sido aprovechado desde hace siglos, evolucionando desde los molinos de viento que retrataba Cervantes en El Quijote hasta las turbinas eólicas actuales.
Los avances tecnológicos han permitido que la energía del sol, el viento y otras fuentes sean cada vez más eficientes y fáciles de aprovechar. Sin embargo, aún queda mucho por hacer antes de poder abandonar completamente los combustibles fósiles y depender solo de energías alternativas. En todo el mundo, grupos de investigadores e ingenieros están trabajando para mejorar la eficiencia de las energías renovables. A continuación, vamos a explorar algunas de las tecnologías más prometedoras.
1. Perovskitas: el futuro de la energía solar
Las células solares tradicionales están hechas de silicio, un material que presenta varias limitaciones: es rígido, pesado, y su eficiencia es difícil de mejorar. En este contexto, las perovskitas han surgido como una alternativa prometedora. Estos materiales, formados por moléculas orgánicas e inorgánicas, tienen una estructura cristalina que permite alcanzar eficiencias más altas y abaratar costes de fabricación.
Las perovskitas son fáciles de producir y pueden aplicarse en forma de películas delgadas, lo que permite que las células solares sean más ligeras y flexibles. Esto abre la posibilidad de integrarlas en una variedad de superficies, como techos o vehículos.
Sin embargo, las perovskitas también presentan desafíos. Su durabilidad es una cuestión pendiente, ya que tienden a degradarse rápidamente cuando se exponen a las condiciones ambientales. A pesar de estos problemas, la investigación en esta tecnología avanza rápidamente, y se espera que en los próximos años las células de perovskita se conviertan en una opción comercialmente viable.
2. Tinta fotovoltaica: revolucionando la producción de paneles solares
Uno de los principales avances para mejorar la producción de células de perovskita es el desarrollo de la tinta fotovoltaica. Este nuevo método permite la deposición de perovskitas de una manera más rápida y económica, lo que facilitaría la producción en masa de paneles solares.
La clave de esta innovación es una mezcla que forma cristales a temperaturas más bajas. Utilizando un disolvente negativo, los científicos han logrado que los cristales se formen más rápido y con mayor uniformidad, lo que permitiría que los paneles solares se fabriquen en líneas de producción de alto rendimiento.
Las primeras pruebas indican que estos paneles podrían alcanzar eficiencias que rondan el 20%, y se espera que una mayor investigación permita resolver problemas de estabilidad y durabilidad.
3. Turbinas eólicas con doble rotor: mayor eficiencia para la generación de energía
En el campo de la energía eólica, una de las innovaciones más prometedoras son las turbinas eólicas con doble rotor. Desarrolladas por ingenieros del Iowa Energy Center, esta tecnología busca mejorar la eficiencia de las turbinas eólicas añadiendo un segundo juego de aspas más pequeño.
El problema con las turbinas tradicionales es que la base de la torre y las aspas generan resistencia al viento, lo que disminuye la cantidad de energía que se puede obtener del viento. Al añadir un segundo rotor, se puede recuperar parte de esta energía perdida, lo que aumenta la producción energética hasta en un 18% según los estudios.
El reto ahora es optimizar el diseño para determinar la mejor ubicación del segundo rotor y si debe girar en la misma dirección que el principal o en sentido contrario. Las simulaciones en túneles de viento y pruebas en el mundo real son alentadoras.
4. Paneles solares flotantes: una solución a la falta de espacio
El uso de masas de agua para instalar paneles solares es una tecnología en auge. Desde 2011, la empresa francesa Ciel&Tierre ha estado desarrollando los llamados paneles solares flotantes, que pueden ubicarse en lagos, embalses y otros cuerpos de agua.
Estos sistemas no solo aprovechan el espacio que de otro modo estaría inutilizado, sino que también mejoran la eficiencia de los paneles al evitar que se sobrecalienten, ya que el agua actúa como refrigerante natural. Según estudios, los paneles solares flotantes pueden generar hasta un 20% más de energía que los instalados en tierra.
En países como Japón y China, se han instalado plantas solares flotantes a gran escala. En China, por ejemplo, se encuentra el parque solar flotante más grande del mundo, capaz de suministrar electricidad a más de 15.000 hogares.
Además de las ventajas energéticas, estos sistemas reducen la evaporación del agua y ayudan a prevenir el crecimiento de algas, lo que los convierte en una solución doblemente sostenible.
5. Tejas solares: energía renovable en cada casa
Otro avance interesante en el uso de la energía solar son las tejas solares. Estas tejas fotovoltaicas están diseñadas para ser una alternativa estética y funcional a los paneles solares convencionales. A diferencia de los paneles tradicionales, las tejas solares se integran directamente en el techo y cumplen una doble función: protección del hogar frente a las inclemencias del tiempo y la generación de electricidad.
Fabricadas generalmente con cerámica, estas tejas contienen células solares que absorben la luz solar y la convierten en energía. El sistema se conecta a un inversor que convierte la corriente continua generada por las tejas en corriente alterna para el uso doméstico.
Estas tejas son especialmente populares en entornos residenciales donde se busca mantener la estética del conjunto arquitectónico, y tienen el potencial de convertirse en un elemento estándar en las construcciones del futuro.
Con una mayor eficiencia y menores costes de instalación, las tejas solares están ganando terreno y podrían ser una opción viable para muchas personas en los próximos años.
La energía renovable está avanzando a pasos agigantados gracias a la combinación de nuevos materiales y tecnologías. Aunque todavía existen desafíos tanto en términos de eficiencia como de costes, cada vez más proyectos demuestran que el futuro de la energía está en las fuentes limpias y sostenibles. Cada uno de los avances discutidos en este artículo, desde las perovskitas hasta los paneles solares flotantes, nos acerca a un mundo donde la energía renovable sea la norma.