Mejorando la eficiencia de los paneles solares con un simple cubo de agua

Al mirar tu teléfono móvil, te das cuenta de que la batería está baja, lo que significa que tienes que hacer otra larga caminata hasta la ciudad para pagar el dinero que te permita cargar el dispositivo. Para cuando llegas a casa, está oscureciendo. Enciendes la lámpara de queroseno que proyecta un tenue brillo por toda la habitación. Una cantidad significativa de tus ingresos se quema en la lámpara, y emite gases nocivos. Respirar el mismo aire que tu lámpara encendida puede ser equivalente a fumar varios paquetes de cigarrillos al día.

Este escenario parece extraño para la mayoría de las personas que viven en cualquier país desarrollado, pero es una realidad común para muchas personas que viven en el mundo en vías de desarrollo. Una posible solución es usar fuentes de energía renovable fuera de la red, como la solar, para generar electricidad para la iluminación y la carga en el lugar.

Durante una reunión de la Sociedad Americana de Física 2019 en Boston, Beth Parks presentó un diseño creado por su equipo que aumenta la cantidad de luz solar captada por un panel solar, mejorando su producción de energía en casi un tercio.

"En Uganda, entre el 20 y el 25 por ciento de las personas no tienen acceso a la electricidad", dijo Parks, profesora adjunta de la Universidad Colgate. "Un panel solar suministra suficiente energía para alimentar las luces y cargar los teléfonos celulares y las radios". Esto es una enorme mejora de la calidad de vida".

Si bien los paneles solares ofrecen una fuente limpia de energía renovable, normalmente se montan en un marco fijo y sólo se orientan de forma óptima hacia el sol durante horas específicas del día.

Parks previamente vio un diseño para un marco que permitiría al panel solar seguir al sol usando pesos colgantes. Pero el diseño no había sido probado para ver cómo funcionaba realmente. Ni tampoco había sido optimizado para que fuera asequible para asegurar su viabilidad comercial y adopción.

Durante su año en una beca Fulbright en Uganda, trabajó con estudiantes de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Mbarara para diseñar un marco utilizando tubos metálicos que un soldador local podría obtener y ensamblar fácilmente.

El panel solar oscila siguiendo el sol gracias al agua que sale controladamente de uno de los cubos. (Crédito: Beth Parks)

Método económico para mejorar el rendimiento de los paneles solares

"Hemos creado un marco utilizando materiales baratos que permite a los paneles solares seguir el arco del sol durante todo el día", dijo Parks. "Este enfoque podría hacer que la energía solar sea más asequible para los hogares y las pequeñas empresas en el mundo en desarrollo".

En su diseño, un cubo lleno de rocas se coloca en el lado oeste del armazón y un cubo de agua en el lado este. Utilizando una fuga controlada del cubo de agua, el peso se desplaza y el panel gira lentamente de este a oeste durante el día. 

Parks y su equipo probaron el diseño durante 20 días al azar en Uganda. La placa solar del marco móvil capturó un 30% más de luz solar que la célula solar estacionaria en el mismo lugar.

"Si se adopta este marco, tiene el potencial de crear una pequeña industria para la comunidad local", dijo Parks.

De acuerdo con Parks, el costo del sistema – el panel solar, la batería, el cargador y el marco - es alrededor de un 10 por ciento inferior a un sistema comparable de paneles solares en el techo. Este método sorprendentemente simple, barato e ingenioso podría aumentar la energía solar captada para las personas en los países en desarrollo, así como en regiones remotas que están fuera de la red. (Fuente: NCYT Amazings)