Las celdas solares tienen un punto débil: cuanto más fuerte brilla el sol, más se calientan, y una celda caliente rinde menos. El proyecto europeo NANOSPLIT encontró una salida – nanofluidos de óxido de zinc y nanopartículas de oro que funcionan como un filtro inteligente de la luz. Una parte de la luz se convierte en electricidad y el resto en calor aprovechable – y al final puedes comprobar cómo usas tú la energía.
El proyecto NANOSPLIT, financiado por la Unión Europea desde 2021, se propuso mejorar la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos térmicos concentrados (FV-T). Se trata de diseños híbridos que producen al mismo tiempo electricidad y calor aprovechable.
Funcionan combinando lentes o espejos que concentran la luz solar con la captura del calor sobrante, que en otros sistemas simplemente se pierde.
Las tecnologías FV-T convencionales tienen un inconveniente importante: cuanto mayor es la radiación solar, más suben las temperaturas, y eso reduce la eficiencia de las celdas fotovoltaicas.
NANOSPLIT resolvió este problema mediante separadores espectrales basados en nanofluidos. En lugar de enfriar las celdas después, el sistema decide desde el principio qué parte de la luz llega a cada componente.
El avance consistió en nanofluidos híbridos compuestos por láminas de óxido de zinc y nanopartículas de oro. Funcionan como filtros inteligentes de la luz solar.
La luz se reparte en dos caminos:
Así, cada parte del espectro solar se aprovecha donde resulta más útil.
Los avances del proyecto se presentaron en la conferencia ECOS 2024, celebrada en Rodas (Grecia) y centrada en las transiciones energéticas sostenibles. Llevar los resultados a un encuentro internacional permite que otros especialistas los conozcan y los pongan a prueba.
NANOSPLIT concluyó en 2023, pero la investigación sigue adelante en colaboración con socios europeos e indios.
Una de las líneas de trabajo son los nanofluidos de puntos de carbono ajustables. Por otro lado, Solar Flow, una empresa derivada del Imperial College de Londres, se centra en aplicaciones industriales del calor.
De un solo proyecto han salido, por tanto, dos caminos: nuevos materiales en el laboratorio y una empresa que mira hacia la industria.
Christos Markides, del Imperial College de Londres, resume el logro: «En NANOSPLIT se ha logrado demostrar cómo se pueden utilizar de forma eficaz tecnologías avanzadas de gestión óptica y térmica para dar paso a la próxima generación de tecnologías de aprovechamiento de la energía solar».
Para quien estudie física, ciencia de materiales o ingeniería energética, el proyecto es un buen ejemplo de cómo la óptica, la química y la termodinámica se combinan en un solo dispositivo.
Además, al mantener las celdas a temperaturas más bajas, el sistema ayuda a alargar su vida útil, algo clave para cualquier instalación solar que deba funcionar durante muchos años.
NANOSPLIT encontró la forma de esquivar el gran punto débil de los sistemas FV-T concentrados: el sobrecalentamiento de las celdas. Sus nanofluidos de óxido de zinc y nanopartículas de oro separan la luz, enviando la parte visible y el infrarrojo cercano a las celdas y el resto a los componentes térmicos. Desde el final del proyecto en 2023, el trabajo continúa con socios europeos e indios.
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