En un escenario con espacio para nuevas tecnologías, los investigadores del Instituto de Física “Gleb Wataghin” (IFGW) de la Unicamp han desarrollado un sistema híbrido que responde a esta demanda de alternativas más sostenibles.

Trabajando en el campo de la Fotónica, el profesor Newton Frateschi y el investigador Arthur Vieira de Oliveira proponen el mejor aprovechamiento de la energía fotovoltaica a través de un dispositivo integrado, con especial aplicación en industrias. Permite el calentamiento de fluidos y la generación fotovoltaica con una mayor eficiencia de cada elemento del sistema, de forma complementaria e innovadora.

“El principal punto de partida de esta patente es el uso excesivo de la electricidad que se utiliza en Brasil para calentar agua”, evalúa el profesor. “Como ocurre hoy, la misma fuente de energía capaz de sostener la actividad de una computadora, o de procesos complejos y sofisticados, se utiliza para la tarea más trivial posible en el uso de la electricidad, que es calentar agua. La idea es tener un sistema que genere electricidad mediante conversión fotovoltaica acoplado a un sistema de calentamiento directo de agua ”, describe.

Gran parte de la energía solar que cae sobre las células fotovoltaicas no se utiliza en esta conversión, siendo reflejada y desperdiciada. En la propuesta, la disposición de las placas fotovoltaicas es tal que esta energía reflejada se lleva directamente a los sistemas de calentamiento de agua, promoviendo, simultáneamente, la generación de energía eléctrica y el calentamiento. Además, a medida que el agua pasa por debajo de las células fotovoltaicas antes de calentarse, estas se vuelven más eficientes a medida que se enfrían, especialmente cuando el caudal de agua requerido es elevado, como ocurre en diversos sectores industriales e incluso en hoteles y otras grandes instalaciones.

Complemento en generación de energía

Mientras que en Europa y Estados Unidos el uso de energía fotovoltaica ya está mucho más estructurado y los sistemas eléctricos para calentar agua son menos usados, en Brasil todavía encontramos muchos sistemas eléctricos para calentar agua, aunque muchos lugares ya se pueden ver con energía solar directa. sistemas de calentamiento de agua. Pero la presencia de paneles fotovoltaicos sigue siendo baja ”, compara el profesor Frateschi.

Dado que los sistemas de calentamiento de agua solar directo y los sistemas fotovoltaicos se disputan los mismos espacios de exposición al sol, es importante tener una solución que no favorezca la generación fotovoltaica para que luego se pierda por calentamiento de agua. El sistema híbrido proporciona una solución combinando los dos sistemas de forma eficiente y sostenible de generación de electricidad y, de forma complementaria, calentamiento de agua.

La tecnología innova al desarrollar un sistema que combina simultáneamente calentadores de agua y células fotovoltaicas dentro de la misma estructura. Esta estructura se puede instalar luego como ya se hace con convertidores fotovoltaicos o calentadores de agua, con la ventaja de ofrecer, además, calentamiento de agua.

Además, en casos de uso industrial, hoteles o grandes instalaciones, donde la demanda de agua caliente es mayor, el sistema es más eficiente gracias a la entrada de agua que enfría la parte fotovoltaica del sistema, aumentando su eficiencia.

“En esta patente, es posible combinar los componentes directamente, para que la energía eléctrica utilizada en el convertidor fotovoltaico no se desperdicie posteriormente para generar calor. Todo se produce y se utiliza dentro de un mismo sistema híbrido ”, explica el profesor.

Según Frateschi, la tecnología se puede utilizar en aplicaciones domésticas, pero tiene más ventajas en grandes instalaciones, con una alta demanda de agua caliente, como fábricas y hoteles. “Cuanto más agua dulce entra en el sistema, mayor es la eficiencia de las células fotovoltaicas. Con un solo sistema es posible calentar agua y generar electricidad al mismo tiempo ”, señala.

La innovación es especialmente beneficiosa porque, además de generar electricidad a partir de la luz solar de manera más eficiente, también puede calentar grandes volúmenes de agua al mismo tiempo. La energía solar se aprovecha mejor. “De esta manera, pudimos reservar electricidad para actividades más nobles y aún así obtener agua caliente, sin necesidad de electricidad para calefacción”, describe Frateschi.

Energía solar y crisis energética

El investigador considera la electricidad una joya que se acaba desperdiciando en procesos para los que ya existen soluciones más sencillas. "Esta patente propone un sistema completamente sostenible, tanto desde el punto de vista ambiental como comercial y económico". En relación al panel solar, que se construye por separado del sistema de calentamiento de agua, la estructura acoplada presenta un porcentaje de eficiencia entre un 15 y un 20% superior.

La Agencia Inova de Unicamp presentó una solicitud de patente en 2010, la cual ya fue otorgada por el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI) y es elegible para ser licenciada por empresas que deseen desarrollarla y explotarla comercialmente.

La crisis energética es un problema global, especialmente en Brasil. El actual es considerado el peor en 90 años. La falta de lluvia, el cambio climático y el alto consumo han llevado los reservorios vegetales a niveles muy bajos. “El uso de energías renovables es fundamental. No hay forma de generar electricidad sin causar problemas, especialmente en el escenario de consumo actual. Incluso las centrales hidroeléctricas provocan graves perturbaciones al medio ambiente ”, justifica el profesor.

“Hay alternativas, y entre ellas, la energía fotovoltaica es la más aplicable. No tiene sentido transformar la energía eléctrica en calor cuando este se puede obtener de la energía solar. Esto es un tremendo desperdicio ". Desde el punto de vista de la sostenibilidad, las inversiones en fuentes solares pueden tener un impacto en el futuro medioambiental del planeta.

Fuente: TN Petróleo