Utilizar ventanas solares fotovoltaicas en rascacielos acristalados reduciría un 40% su consumo energético

El pasado 22 de noviembre, los investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) presentaron un nuevo proyecto donde desarrollan métodos mejorados que permitan evaluar la vida útil del rendimiento energético en las ventanas. Esto al tener presente que en la actualidad el mayor consumo de energía y emisiones de CO2 provienen de los edificios.

De manera que la forma más viable de solucionar esto es aprovechar todas las ventanas de vidrio que tienen los rascacielos y que los hace ver más atractivos para así usarlos como celdas solares fotovoltaicas. Si se desarrolla exitosamente, entonces no solo podría ser aplicado a los edificios, sino también a cualquier vivienda, vehículos, locales e incluso a las pantallas de los móviles.

Utilizar ventanas solares fotovoltaicas en rascacielos ahorraría un 40% de energía

Cuidar el planeta Tierra se ha convertido en una obligación de todos y para ello uno de los principales objetivos actualmente es lograr disminuir los gases invernadero, lo que supone uno de los mayores retos para la sociedad humana. En especial al día de hoy que aumenta la necesidad de las fuentes de energía renovable, por lo que es necesario diseñar nuevas soluciones que permitan dicho crecimiento.

Debido a esto salieron los paneles solares que hasta el día de hoy han sido un gran éxito, pero es tiempo de mejorar esta tecnología e ir un paso más allá de acuerdo a las necesidades mundiales. Es por ello que un grupo de investigadores de NREL estudian las posibilidades de crear ventanas fotovoltaicas para implementar en los rascacielos.

Si bien es cierto, alrededor del 70% de los rascacielos están construidos con ventanas de vidrios, por lo que aprovecharla sería fundamental y además no se dañaría la belleza exterior de los edificios. Esto al tener presente que es uno de los grandes atractivos de estas edificaciones para atraer a las personas.

El interés que existe actualmente sobre la aplicación de esta tecnología es bastante amplio, es así como varios países disputan actualmente por se los primeros en aplicar este diseño innovador en los rascacielos, entre ellos se encuentra las ciudades de Nueva York, Doha, Singapur y Pekín entre algunas otras.

De manera que estas estructuras ya no solo reflejarán belleza en su exterior, sino que también podrían ayudar a generar energía renovable a través de paneles solares transparentes. Si esto se logra, entonces sólo en los Estados Unidos se podría reducir hasta en un 40% el consumo energético, algo muy importante.

Por lo tanto, en este caso se incorporaría sistemas generadores a partir del sol, los cuales no alterarán en ningún sentido la visibilidad de las ventanas. Además, la idea de todos los ingenieros a cargo de estos proyectos en varias partes del mundo es la de querer aprovechar y absorber parte de la luz a través del vidrio.

Asimismo, hay que tener presente que la idea de las ventanas solares comenzó gracias al investigador Christopher Traverse, quien se refirió a esta tecnología como una fuente capaz de solucionar los grandes inconvenientes de la captación de energía en el mundo. Un estudio que fue publicado por medio de la revista Nature en 2017.

En ese momento señaló que una manera efectiva de reducir el consumo global de energía, era crear células solares invisibles que permitieran ser introducida en los vidrios de las ventanas sin que estos se tuvieran que oscurecer y quitar la visibilidad de las personas.

“Estas absorbería selectivamente la luz ultravioleta y el infrarrojo cercano, lo que permitiría que muchas de las superficies se conviertan en matrices de captación solar sin que se afecte su estética”

Christopher Traverse, investigador de energía renovable.

Lo cierto es que ya existen varias técnicas que permite conseguir un vidrio fotovoltaico transparente que sea capaz de generar energía a través de los revestimientos líquidos. Esto es aplicado por medio de la nanotecnología y otras técnicas avanzadas y de esa manera evitar que se pierda la funcionalidad que siempre han tenido.

Gracias a esto se podrán producir ventanas translúcidas que sean capaces de generar energía. Por lo tanto, todos los años se ha perfeccionado esta propuesta y es así como el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) dependiente del Departamento de energía de Estados Unidos, está muy cerca de lograrlo.

“Hay nociones preconcebidas de como se ve un edificio energéticamente eficiente, y por lo general no está muy acristalado y probablemente no sea muy alto. Hemos descubierto otra manera de crear edificios que sean altamente eficiente”

Lance Wheeler, científico de NREL especializado en integrar tecnología fotovoltaica en ventanas

Los expertos en ingeniería han asegurado que solo en Estados Unidos existen entre 5.000 y 9.000 millones de metros cuadrados de ventanas transparentes, todas ellas pueden ser utilizadas como celdas fotovoltaicas y así conseguir generar alrededor del 40% de la energía.

Por lo tanto, los ingenieros de NREL tiene la propuesta de colocar paneles solares en cada una de estas ventanas para aprovechar la luz y generar energía extra. Incluso, dichos proyectos tienen pensado en un futuro llevar esta tecnología aún más mejorada a las ventanas de los coches y pantalla de ordenador y dispositivos móviles.

Por ahora, aún falta para ver este avance tecnológico convertido en una realidad, pero dichos proyectos ya están proyectados y las celdas fotovoltaicas ya pueden ser agregadas a los vidrios transparentes, por lo que solo será cuestión de tiempo para empezar a ver como estos edificios se convierten en fuentes esenciales para la captación de energía renovable en todo el mundo.

A Window to the Future! NREL's breakthrough Switch Glaze technology changes color to block glare and reduce solar heating in buildings on sunny days, while also generating #SolarPower. Learn more about this breakthrough for our #energy future in video and https://t.co/0YtFuvT6Cd pic.twitter.com/R0A7TOd1Kk

— NREL (@NREL) November 6, 2020

Otras formas de energía renovable que ayudaría a tener ciudades más eficientes

Uno de los mayores problemas en la actualidad para el planeta Tierra es el consumo energético, el cual sigue en pleno crecimiento a medida que la humanidad se reproduce aún más. Es así, como buscar una solución a esto y empezar a obtener energía renovable es vital para salvar al mundo de una destrucción antes de tiempo.

Es por ello que es más que necesario tener otras formas de conseguir energía renovable que ayude a crear ciudades más eficientes en este sentido. Una muestra de ellos son las carreteras fotovoltaicas existente en Francia, las cuales fueron creadas por la firma de ingeniería Colas que ha sido la primera en diseñar esta tecnología.

Es así, como Colas no solo ha fabricado estas carreteras a lo largo de toda Francia, sino también en algunas zonas de Estados Unidos y Japón. Sin embargo, a pesar de ser algo innovador al día de hoy genera muchas dudas, en especial porque algunos expertos del tema creen que su posición horizontal puede no captar los rayos del sol en su totalidad.

La mejor manera para que estos capte los rayos del sol es en una posición inclinada. Además, se cree el que tráfico, la tierra y demás basura sobre ello también pueda interferir, pero fuera de estas suposiciones, se ha convertido en una de las formas más innovadora de conseguir energía renovable actualmente y que se espera que siga implementando en otros países.

Otras de las tecnologías que busca comercializarse en el mundo es la piezoeléctrica, la cual se activa al momento que se aprietan algunos materiales como el cuarzo y la energía fluye a través de él. De manera que tanto en Israel como los Estados Unidos se han implementado pavimentos especiales con ello.

Por lo tanto, al momento que los vehículos de carga liviana o pesado pasen sobre ellos en las carreteras estos dispositivos generé energía que es captada por un depósito. Lo mismo se ha implementado en pavimentos especiales para los peatones, los cuales se activan al recibir el peso de ellos.

Por último, encontramos el cemento energético y quizás uno de los inventos más interesantes de todos a la hora de querer conseguir energía renovable. En esta oportunidad han creado dicha mezcla con residuos de centrales eléctricas que sirve para la construcción y de esa manera las estructuras actuarían como una batería.

El cemento estaría compuesto de potasio polimétrico (KGP), el cual sería más económico que el concreto normal e incluso capaz de almacenar electricidad. Esto permitiría que las mismas casas o edificios sean capaces de proporcionar la energía a poste de luz fabricados con KGP por lo que podrían alimentarse para funcionar toda la noche.

“Hemos logrado demostrar que las mezclas de cementos KGP son capaces de almacenar y liberar energía eléctrica sin la necesidad de añadir algo peligroso o costoso. Es una forma económica de ayudar al planeta Tierra”

Mohamed Saafi, profesor de la Universidad de Lancaster