Dispositivo termoeléctrico genera energía por la noche
Investigadores de la UCLA y la Universidad de Stanford han desarrollado un dispositivo termoeléctrico de bajo costo que, según dicen, puede producir energía renovable por la noche.
El dispositivo, dicen los investigadores, genera energía aprovechando la fría oscuridad del espacio utilizando un mecanismo de enfriamiento pasivo, conocido como enfriamiento radiativo del cielo, para mantener el lado frío de un generador termoeléctrico varios grados por debajo de la temperatura ambiente. El aire circundante calienta el lado cálido del generador termoeléctrico, con la consiguiente diferencia de temperatura convertida en electricidad utilizable.
El enfoque, dicen los investigadores, podría adaptarse a una tecnología de bajo costo que eventualmente podría ser utilizada por más de mil millones de personas en todo el mundo que, según la Agencia Internacional de Energía, carecen de acceso confiable a la electricidad.
El concepto podría utilizarse como tecnología independiente o funcionar en combinación con energía solar para producir electricidad durante el día y la noche.
El enfriamiento radiativo del cielo es un fenómeno natural en el que una superficie que mira hacia el cielo expulsa su calor al aire en forma de radiación térmica.
Algo de ese calor eventualmente se eleva a la atmósfera superior y luego a las zonas más frías del espacio.
«Este efecto ocurre naturalmente todo el tiempo, especialmente en noches despejadas», dice Aaswath Raman, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA que dirigió el estudio. «El resultado es que el objeto que expulsa el calor, ya sea un automóvil, el suelo o un edificio, estará ligeramente más frío que la temperatura ambiente».
Para demostrar la tecnología, los investigadores desarrollaron un dispositivo simple y económico que, según dicen, se construyó a partir de piezas compradas en ferreterías y tiendas de suministros electrónicos por un costo total de menos de 30 dólares. Ubicado en el techo de un edificio, su dispositivo incluía un disco de aluminio pintado de negro en un lado, que miraba hacia el cielo.
El disco se utilizó para irradiar el calor emitido por el aire circundante, mientras que un generador termoeléctrico convertía ese calor en electricidad.
El dispositivo generó hasta 25 milivatios por metro cuadrado, suficiente para alimentar una bombilla de luz LED única. Aunque el dispositivo genera sustancialmente menos energía que una celda solar de tamaño similar, dicen los investigadores, podría usarse para generar energía por la noche en lugares que están fuera de la red eléctrica o para usuarios que no tienen fácil acceso a las baterías.
Los investigadores dicen que la tecnología podría mejorarse con mejores componentes y que potencialmente podría generar hasta 0,5 vatios por metro cuadrado, aproximadamente 20 veces más que el dispositivo que demostraron los investigadores, especialmente en climas cálidos y secos donde el efecto de enfriamiento radiativo es el más fuerte.
Con esa salida, dice Raman, una pequeña instalación en el techo de una casa podría proporcionar suficiente energía durante la noche para cargar un teléfono celular o iluminar una habitación con bombillas LED.
«Creemos que esta es una demostración intrigante de cómo se puede acceder al frío del espacio como un recurso de energía renovable y dar como resultado cantidades modestas pero utilizables de electricidad», dice Raman. «Creemos que también podría formar la base de una tecnología complementaria a la energía solar.
Si bien la producción de energía siempre será sustancialmente menor que la de los dispositivos solares, esta nueva tecnología puede funcionar a horas en las que las células solares no pueden».