Investigadores Coreanos han creado un filtro líquido revolucionario destinado a mejorar la eficiencia de la energía solar. Este innovador filtro consiste en una emulsión de agua y aceite de pescado, capaz de absorber tanto la luz infrarroja como la ultravioleta. Esta capacidad dual de absorción amplía significativamente el potencial de captación de energía en sistemas fotovoltaicos, marcando un avance prometedor en la optimización de la conversión solar.
Los módulos fotovoltaicos son dispositivos que transforman la radiación solar en energía eléctrica. No obstante, su eficiencia de conversión es relativamente baja, alrededor del 20%, ya que solo pueden convertir en electricidad las longitudes de onda cercanas al infrarrojo, mientras que otras longitudes de onda simplemente calientan el módulo fotovoltaico, disminuyendo su eficiencia.
Para abordar este problema, investigadores de la Universidad Marítima y Oceánica de Corea han desarrollado sistemas fotovoltaico-térmicos. Estos sistemas incorporan un intercambiador de calor que utiliza un fluido refrigerante (ya sea aire o líquido) para transportar y disipar el calor generado. Este proceso enfría el módulo fotovoltaico, incrementando su eficiencia. Además, el calor capturado puede aprovecharse como energía térmica.
Con el objetivo de mejorar aún más la refrigeración de los módulos fotovoltaicos y aprovechar la energía térmica, se han concebido sistemas fotovoltaicos desacoplados equipados con filtros de líquido, en este caso, una emulsión de aceite de pescado y agua. Estos filtros, situados sobre los módulos, capturan longitudes de onda específicas de la luz solar que contribuyen mínimamente a la generación eléctrica, como la ultravioleta (UV), la luz visible y la infrarroja cercana, facilitando su conversión en energía térmica.
El Dr. Lee, profesor adjunto de la universidad y director de la investigación, destaca que la emulsión propuesta permanece estable a altas temperaturas, hasta 70 °C, y absorbe eficientemente la luz ultravioleta con longitudes de onda inferiores a 500 nm, a diferencia de otros filtros líquidos que utilizan agua o nanopartículas sólidas.
La presencia del filtro de emulsión ha mejorado significativamente la eficiencia de conversión, reduciendo la temperatura de funcionamiento y aumentando la eficiencia del sistema del 70,9% al 84,4%, con una disminución de la temperatura de 46,7 °C a 33,1 °C.
En términos de amortización, el sistema fotovoltaico desacoplado con filtro de emulsión ha demostrado ser económicamente beneficioso, produciendo tanto energía eléctrica como térmica de manera rentable, con un tiempo de recuperación de costes menor que los sistemas fotovoltaico-térmicos acoplados y desacoplados con filtro de agua. Este sistema adaptable puede operar en diversas condiciones ambientales y cumplir requisitos específicos, ofreciendo flexibilidad estacional para maximizar la producción eléctrica en verano y capturar energía térmica para calefacción en invierno. Además, la aplicación de filtros de emulsión se presenta como una opción fácil y versátil, con potencial para diversas aplicaciones, como la separación selectiva del espectro de longitudes de onda solares.