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La potencia de las fotocélulas aumentará 10 veces

13.05.2013

IBM Research (Zurich) y Airlight Energy SA (Biasca, Suiza) planean aumentar la potencia de salida de las células fotovoltaicas de alta densidad al menos diez veces mediante el uso de un sistema de enfriamiento microfluídico junto con fotocélulas industriales de tres uniones.

Las centrales eléctricas resultantes de 25 kW con energía solar concentrada en un espejo parabólico de 50 pies se construirán en Biasca y Rueschlikon (Suiza) gracias a una subvención de la Comisión Suiza de Tecnología e Innovación. Junto con IBM y Airlight Energy, el Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH) de Zúrich y la Universidad de Ciencias Aplicadas de Bux (Suiza) trabajarán en el proyecto.

"Estamos utilizando la misma tecnología de enfriamiento por agua que IBM ha desarrollado para computadoras de alto rendimiento para lograr una reducción de 10 veces en la resistencia térmica de las células solares", dijo Bruno Michel, director de Chassis Thermals en IBM Research. , mostramos que las celdas solares de tres uniones disponibles en el mercado, que absorben casi todo el espectro de la energía solar con una eficiencia del 80 %, ahora pueden operar con una energía solar concentrada de 2000 a 5000 veces, en comparación con las celdas enfriadas por aire con una concentración de 300 a 500 veces ."

Una mayor concentración de energía solar se logra mediante un conjunto de 36 espejos en un plato de 50 pies que gira detrás del sol, dirigiendo los rayos energizados hacia un conjunto de más de cien fotocélulas de tres uniones montadas en un marco central, cada una generando 200- 250 vatios Sin el sistema de refrigeración por agua de IBM, la energía concentrada de los rayos del sol puede generar suficiente calor para vaporizar los cristales de las células solares. En cambio, el sustrato microfluídico de IBM conduce el calor lejos de las células fotovoltaicas a través de un sistema jerárquico de canales de agua.

El sistema fotovoltaico térmico de alta concentración (HCPVT), construido por IBM y Airlight Energy, concentra el sol en cien células fotovoltaicas enfriadas por microfluidos de tres uniones y proporciona 25kW de electricidad.

Y así como los centros de datos enfriados por agua usan agua calentada por chip para calentar los edificios vecinos, las plantas de energía solar se adaptarán para usar agua caliente residual. Sin embargo, dado que la mayoría de las instalaciones propuestas estarán ubicadas en climas cálidos, IBM está experimentando con el uso de agua caliente en sistemas de refrigeración por absorción que reemplazarán a los acondicionadores de aire tradicionales, así como en plantas desalinizadoras.

El objetivo principal del proyecto es la producción de electricidad a partir de energía solar, cuyo costo no excederá el costo de la electricidad de los generadores que queman carbón, es decir alrededor de 5-10 centavos por kWh. Utilizando hormigón de bajo costo y láminas de metal prensado, IBM dice que el costo de las placas industriales debería bajar a $250 por metro cuadrado. m, que es tres veces más barato que los concentradores fotovoltaicos existentes.

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Al crear un nuevo material, los científicos se inspiraron en las características estructurales de los dientes en diferentes tipos de calamar. En estos cefalópodos, los dientes dispuestos en círculo pueden volverse duros y plásticos, dependiendo de la presencia de agua.

Al examinar varias muestras, los científicos pudieron aislar la fórmula de las proteínas que permiten que los dientes de calamar se recuperen del daño. Para sintetizar una proteína artificial con propiedades similares en el laboratorio, se utilizaron bacterias especiales.

Luego, la proteína resultante se convirtió en plástico mezclándola con un solvente. Para probar las propiedades del nuevo material, los científicos cortaron la muestra por la mitad y luego la volvieron a unir con solo una gota de agua.

Lo que es importante, después de dicha regeneración, las características de la muestra no cambiaron, y lo más óptimo para el plástico autoregenerable es una temperatura del agua de aproximadamente 45 °C.

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