La Politécnica mejora un dispositivo militar de EEUU para generar electricidad doméstica
- La patente se basa en un sistema usado en las misiones a la Luna de los años 60 y 70, pero con un mayor rendimiento
Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han realizado un estudio que ha dado como resultado un nuevo sistema para generar electricidad que permitirá mejorar la eficiencia de la industria y del almacenamiento energético.
Se trata de un dispositivo termofotovoltaico, una alternativa eficiente, apuntan, a los generadores termoeléctricos para convertir el calor en electricidad.
Explican que los sistemas actuales sólo son eficientes cuando la fuente térmica tiene temperaturas por encima de los 1200ºC, lo que limita sus posibles aplicaciones.
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En el Instituto de Energía Solar (IES-UPM), de la UPM, propone un nuevo dispositivo que consigue superar esa limitación. Gracias a un nuevo diseño, basado en células termofotovoltaicas bifaciales, es posible convertir el calor radiante en electricidad a temperaturas más bajas que los diseños monofaciales convencionales.
Esto permitirá desarrollar sistemas de recuperación de calor y de almacenamiento energético más eficientes y compactos que podrían usarse en aplicaciones domésticas.
La conversión termofotovoltaica se empezó a desarrollar a mediados del siglo XX en el marco de los programas de Defensa de los Estados Unidos.
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La idea era conseguir una alternativa a los dispositivos termoeléctricos que permitiera convertir el calor en electricidad de forma más eficaz.
Sin embargo, la ausencia de materiales de calidad suficientemente alta impidió su desarrollo, y fueron los dispositivos termoeléctricos, con eficiencias de conversión inferiores al 10%, los que se acabaron imponiendo.
Desde entonces, los convertidores termoeléctricos se han utilizado de forma generalizada en aplicaciones militares y espaciales. Recuerdan desde esta universidad que estos aparatos fueron incluidos las misiones Apolo que nos llevaron a la Luna, pero su baja eficiencia ha impedido su uso masivo para generación de electricidad a gran escala.
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“La célula bifacial termofotovoltaica propuesta y patentada por la UPM resuelve este problema eliminando el uso de espejos” señala Alejandro Datas, el inventor de dicha célula.
En su lugar, la célula se introduce en una cavidad incandescente para captar radiación por ambas caras. A diferencia de las células convencionales, los fotones poco energéticos atraviesan la célula y se reabsorben directamente en el emisor.
La fuente inicial de calor puede ser cualquier emisor que supere cierta temperatura (unos 800ºC), explica Alejandro Datas. Principalmente podría ser calor industrial o calor generado con fuentes renovables, como concentración solar o sistemas de almacenamiento térmico.
Además, como la célula se ilumina por ambas caras, la potencia generada es el doble de la generada por una célula convencional.
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“Este último aspecto es clave, ya que permite producir el doble de potencia sin aumentar el coste del dispositivo, es decir, permite reducir el coste de la potencia generada a la mitad”, explica el investigador.
Una de las claves del diseño es que la célula se refrigera por los cantos. Las simulaciones realizadas predicen que de esta forma es posible mantener las células a una temperatura razonablemente baja, por debajo de los 80ºC sin pérdidas significativas de eficiencia.
