¿Tu panel fotovoltaico da risa? Ponlo bajo una lupa

#1 O sea estás en contra de la exploración espacial. Pues que sepas que gracias a la exploración espacial precisamente se han mejorado enormemente la tecnología asociada a los paneles solares , fijate tú . O que crees que eso que se pone a los lados de los satelites es para embecellerlo y no para darle electricidad.

Pues el señor #2 es un BODOQUE, porque los señoritos de la NASA usan células fotovoltaicas de alto rendimiento en sus misiones desde hace años y esas tienen un rendimiento del 24%.

Así que lo que dice #2 es FALSO.

#4 Errores que yo en tu lugar, atribuiría a un intento (fallido) de simplificar demasiado las cosas por mi parte.

Si estoy equivocado, y digo sandeces, por favor, lo repito, por favor, enséñame en qué. Aprender es una cosa a la que siempre estoy abierto. No hace falta ni que me lo expliques, recomiendame unos libros, algún articulo para leer, si quedo convencido, te lo agradeceré.

PD: La multiplicación está bien hecha, otra cosa es que lo que estoy multiplicando, no se pueda multiplicar así por las buenas. ¿Ves? Uno lo he encontrado por mi cuenta. ¿Pasamos al siguiente? Aun le voy a sacar rendimiento y todo a la tarde.

#11 reconoce que has sido pelín borde. En cuanto al "error", si la eficiencia teórica máxima es de un 16% y se cuenta han conseguido rendimientos del 40% sobre ese 16%, tenemos 0.16*0.4 = 0.064, que es un 6.4% Lo que le pasaba a #2 es que había metido un cero de más en la multiplicación, pero todos entendimos lo que quería decir.

Al ver la propuesta del artículo se me ha ocurrido razonar de la siguiente manera: para que la placa tenga un rendimiento mayor, lo que se hace (según el artículo) es colocarla bajo una lupa, que lo que fundamentalmente consigue es concentrar en la superficie de la placa los rayos de sol que originalmente iluminaban una superficie mayor que la de la propia placa. La lupa deja pasar casi rectos los rayos que la atraviesan por el centro, y desvía los que pasan por su orilla, inclinándolos para que acaben también impactando con la placa que, más pequeña que la propia lupa, se encuentra centrada bajo ella. Simplificando, y poniendo un ejemplo inventado y numéricamente fácil, una lupa de una superficie 2 metros cuadrados concentra todo el sol que recibe en una placa de 1 metro cuadrado, que de esta forma recibe el doble de radiación que si estuviese directamente expuesta al sol, duplicando de esta forma su rendimiento.

La pregunta es: ¿como mejora esto el rendimiento total del sistema de placas por unidad de superficie? Es decir, cada lupa, aunque concentre los rayos de sol que recibe en una superficie menor (la de la placa), sigue generando una sombra igual a la de su propia superficie (2 metros cuadrados), bajo la cual solo se puede instalar una placa de un metro cuadrado, ya que el resto de la superficie bajo la lupa no recibe nada de luz (ha sido desviada por la lupa hacia la placa). Así que para un campo solar de 1 km cuadrado (un millon de metros cuadrados), hay dos alternativas: poner 1 millón de placas de 1 metro cuadrado sin más, que rindan a su nivel normal, o colocar medio millón de placas de un metro cuadrado bajo medio millón de lupas de dos metros cuadrados, para que estas aquellas rindan el doble de lo normal. La mitad de placas rindiendo el doble da un resultado final en potencia generada igual que al principio, de modo que... ¿qué es lo que justifica ese dinero de la inversión extra en lupas? ¿Son más baratas las lupas de 2 metros cuadrados que las placas de 1 metro cuadrado? No lo sé pero no lo creo, los productos de óptica han sido siempre bastante caros, especialmente en este caso en el que imagino que tendrían que ser lupas rectangulares, o de otras formas, adaptadas a la forma de la placas... Y eso que hablamos exclusivamente de rendimiento económico (reducción de la inversión necesaria), si hablamos de Kw por metro cuadrado, la ganancia es cero.

#5 Estoy con #4. No tengo ni idea del tema, pero deberías, si dices que tiene fallos, decidle donde están y cuales son. Así no quedarias como alguien incapaz de defender argumentos atacando a los demás.

#14, exacto, el comentario de #2 es sencillamente una falacia porque precisamente la mayor parte la investigación actual en energia solar esta destinada al uso de nuevos materiales. Sin ir mas lejos el grupo de células solares de Stanford (http://stanfordphotonics.stanford.edu/research.workinggroup.php?id=51) tiene ahora mismo prototipos funcionando al 30% de eficiencia, con lo cual los "problemas insalvables" se acaban de ir al traste de golpe.
Hay gente que habla mas de lo que deberia.

¿No es errónea la noticia? Habla de que alcanza altas temperaturas, serán mas bien paneles solares térmicos, ¿no?

No nos enteramos, o hablamos sin saber. Bueno, yo voy a ser ahora el primero que va a hablar sin "recordar" del todo, porque no tengo los apuntes de la asignatura de energía fotovoltaica, pero vamos de recuerdo dos conceptos base.

1) La eficiencia que comenta #2 se refiere eficiencia obtenida 1 Sol (1000W/m^2 de iluminación) y era relativamente baja, no recuerdo si exactamente el 16%. Estas células utilizan una lupa para concentra, digamos la luz de 100cm^2 en un trozo de célula solar de, digamos 1 cm^2, lo que nos da una intensidad lumínica de 100 soles (100kW/m^2) en el trocito de célula tras pasar por la lupa. Bien, en estas condiciones de muy alta iluminación, la eficiencia máxima teorica aumenta considerablemente. Por eso se pueden llegar a valores mucho más altos inalcanzables con células normales. También cabe decir que se suelen usar materiales especiales del (grupo III/V, Arseniuro de galio.... por ejemplo) con varios saltos de gap, para estos usos porque el silicio no funciona demasiado bien en estas condiciones. Con lo cual #2 tiene razón, pero lo que dice no es cierto en todos los casos.

2) Las células con lupas se calientan mucho más por eso es necesario usar refrigeración. No es un problema de que se funda el silicio (material que no se usa con grandes aumentos por otro lado) aunque con las temperaturas que se alcanzan si la refrigeración falla puede llegar a pasar. En este caso nos encontramos con dos problemas.
a) El más evidente. Cuando sube mucho la temperatura, la estructura cristalina del semiconductor con que está hecha la célula cambia, alterandose sus propiedades y quedando ésta inservible. Si estais leyendo esto, teneis un cristal semiconductor a menos de 2 metros en el procesador de vuestro ordenador. Todos sabeis que no le suele sentar muy bien subir a más de, digamos, 100º. Y eso no significa que tenga que salir ardiendo para que deje de funcionar. Por ejemplo en cartagena se hicieron pruebas con concentradores solares y con el Lorenzo que hay por aquí los paneles salieron ardiendo en menos de una semana. No obstante es una buena solución para paises más al norte con menos sol y más lluvia para limpiar los paneles
b) Cuanto mayor es la temperatura de funcionamiento, la eficiencia de la célula solar es menor. El voltaje máximo que genera una célula solar está intimamente ligado con la temperatura a la que trabaja. Algunos fabricantes de paneles comerciale lo indican para distintas temperaturas (otros solo para 25º) en la hoja de especificaciones los paneles como "voltaje en cortocircuito" ). Este valor disminuye con la temperatura, con lo cual si no refrigeras el aparato, estás perdiendo eficiencia. Este es el motivo por el que los fabricantes diseñan los módulos que luego trabajarán a un voltaje nominal de 12V con una tensión de cortocircuito de 28V a 25º y una tensión de máxima potencia de alrededor de 18V a 25º. Si con el calor la tensión de máxima potencia a la temperatura a la que esté trabajando baja de los 12V de la bateria o el generador al que esté conectado la placa básicamente deja de funcionar. No se como explicarlo mejor, pero puede verse en las curvas IV de las especificaciones de los paneles comerciales.

3) El ahorro consiste, en que el componente más caro de fabricar en una placa solar es con diferencia la placa de semiconductor. Para rodear este inconveniente, se crea una placa de por ejemplo 2m^2 de lupas que concentran la luz de ese area en una plaquita 200 veces más pequeña. Por arte de magia has disminuido el coste del componente más caro 200 veces. Per como habeis visto arriba esto trae otros probelams de refigeración y montaje de los paneles.

Bueno, despues de la parrafada aquí teneis un par de webs con las fichas técnicas de paneles comerciales convencionales
En el módulo de BP puede verse lo que dije en el punto 2: tienen un voltaje nominal de 24V pero da la máxima potencia a 36.2V a la temperatura de medición. Sería bastante más productivo trabajar a ese nivel, pero si la temperatura sube, la potencia generada cae vertiginosamente. Por eso el nominal es de 24V. Por cierto, es. el valor de 14.2 de eficiencia, que sepais que es en condiciones de medición, que en la practica no se dan NUNCA. Esto es como lo de los valores de los consumos de los coches.

http://www.isofoton.com/technicalhtml/secciones/productos/modulos.asp?idioma=_esp
http://www.bp.com/genericarticle.do?categoryId=3050431&contentId=7035155

jajaja #5 vaya como te has rallado, y #6 no se queda atrás, quizá debí poner la tontería esa , que también sería un ERROR en HTML.

Cachondeo (que no habéis pillado) aparte, estoy de acuerdo contigo desde el principio! Conocía las 'band gap' pero no lo de que el 40% era sobre el 16% ahora estoy triste y no quiero bromear más.

PD. No os toméis Menéame tan en serio, viviréis más.

#29 Está claro que no has entendido mi objeción a la propuesta del meneo, efectivamente cuanto más luz llega la placa mayor será su rendimiento, pero menos placas por km cuadrado podrán ponerse si están recibiendo cada una la luz concentrada por unas lupas mayores que ellas mismas. Lo único que mejora (teóricamente, salvo que alguien me explique por qué no es así) el rendimiento de un km cuadrado de campo solar es la mejora en el rendimiento de cada metro cuadrado de placa, lo demás son pajas mentales.

#19 #25 Ninguno de los dos me ha respondido por que el sistema de concentración de luz que llega a una superficie mayor en una superficie menor (sea con lentes, espejos, u otro sistema) mejora el rendimiento total por unidad de superficie.

Y sigo, sin importarme si me votan muchos positivos.
En este caso el costo deja de ser el de la celda, (igual lo de 2000 veces me
suena muy raro), y pasa a ser el costo de el espejo/lupa, la celda interviene solo
en una pequenísima parte del total. Y un espejo de estos cuesta bastante poco.
Que bueno debe ser ese refrigerante!
Será cierto?

#18 como no sea de fusion... porque... ¿quantos años les damos a las reservas de uranio?

#2 No tenía ni idea de esa limitación de la fotovoltaica, no obstante, la termosolar no tiene esa limitación.

Disculpen que continúe en otro post.
Si las lupas concentran 2000 veces la luz, me importa poco la eficiencia
de la celda.
Habrá que multiplicar el resultado de DZPM en 2 por 10 (para corregir su error :P),
y luego por 2000.

#19 Supongo que una de las mejoras, es que ( segun ellos ) es actualizable, si sale otra placa mas eficiente, sacas la antigua y pones la nueva debajo de las lupas...y tira millas.
Respecto al rendimiento económico, creo que puedes estar equivocado, por lo menos a nivel de consumo local, hay casas que con no mas de 5m2 de placas ya producen mas energía que la que consumen... y toda esa energia vuelve a la red... y se paga

Saludos

#2 Creo que te equivocaste en un decimal, hablamos del 16% no del 1.6%, asi que:
0,16*0,4=0,064

Veamos, no se tome esto (para nada es mi intención) como algo contra los otros
tpios de generadores energéticos alternativos.

1) 19, en lugar de lupas se pueden usar espejos, y concentrar la luz
en las celdas. El "precio" es tremendamente menor, en todo caso no se necesita
ningún espejo perfecto ni nada cercano a eso, las otras lentes (de fotografía)
justamente sirven por su perfección.

2) El límite es el 16%, cierto; el otro límite teórico es el del 100%, multiplicándose
como hizo 2 (pero sin sus errores :P).
Esto no significa nada, la eficiencia en conversión energética de las plantas
es mil (por lo menos!!!) veces menor que el de las celdas fotovoltaicas, y no veo
a nadie que diga que dejemos de generar combustibles por este medio, digamos
alimentos para nosotros y alcohol para algunos automóviles. (se dan cuenta de dondxe está
el error en el análisis de quienes dicen que las celdas fotovoltaicas no sirven?).

saludos.

#20 aun quedan, imagínate que hubo una década de los 80 que el precio del uranio era tan bajo que las minas no obtenían rendimiento al extraerlo. Es un material no tan extraño en la tierra como otros, como el helio-3 es inexistente, que sería necesario según que fusión quieras hacer.
No es validez al uso a la fisión ni decir que lu fusión esta acabada por que no hay helio-3, son datos.

#9 Si que es raro, pones una lupa al sol y la noticia dice que se produce calor.... ¿extraño verdad?

29# No, tu te estás refieriendo al Tritio que es H-3 (un protón y dos neutrones) El se refiere a He-3 que son dos protones y n neutrón. El helio más común, el He-4 son dos neutrones y dos protones. En la tierra prácticamente no existe He-3 pero sí en la Luna. Por cierto es una de las razones por la que le ultimamente le está ardiendo el culo a las grandes potencias por tener una base permanente allí a medio plazo. Hay varais reacciones termonucleares que dan energía, entre ellas la más energetica. Si alguien se pregunta por qué, resulta que si fusionas dos átomos de He-3 obtienes la reacción más energética del Universo :P.

Con la tecnología actual, en instalaciones terminadas, se está instalando un Mw de potencia en unas 6 Hectareas, con una potencia media por familia de 1 Kw, con instalaciones ya construidas hacen falta unos 6*(100m * 100m)/1000 = 60 m2 para una vivienda. Puesto en tejados, zonas industriales, marquesinas de aparcamientos, etc, da para una cantidad aceptable, teniendo que la instalación tipo de la que hablo puede mejorarse en eficiencia con más avances científicos. ¿Cuanto? El que quiera que lo calcule, pero ya me parece una cantidad que no se debiera despreciar.

que bien! duros a cuatro pesetas!! yo quiero!!

#26, un pequeño error, no es helio-3, el helio es el hidrógeno
"quemado" (fusionado claro). Es hidrógeno-3.

#27, creo que cuanto más luz llega mayor es el rendimiento (hasta cierto punto),
pero no importa; si es cierto que se puede concentrar 2000 veces la luz en una
celda sin quemarla (o sea, si el refrigerante ese funciona tan bien), el rendimiento
puede disminuir (que no aumentar) se se desea a la cuarta parte o más que
hace de todos modos eficientísimo a el sistema celda/lupa.

#28, creo que según que cristales se perdería parte de la radiación, pero no lo
veo importante. En este caso el rendimiento si es multiplicado por un factor
cercano al 2000 no es para reirse, (sea 1000, sea 500, sea ...).

#35, no es que sea mayor el rendimiento, (pero no expliques, se entiende bien
lo que querés decir :).
En todo de acuerdo, menos en lo de pajas mentales; me explico, es paja mental
si hablamos de rendimiento como bien se desprende de tu mensaje; no lo es,
si se hace la comparación con, por ejemplo, un concentrador de espejos para
mover una turbina (No intento desmerecer el método de espejos y turbinas!!!),
solo comparo que es algo equivalente. Se usan los espejos para hacer andar las
turbinas, se usan para hacer funcionar las celdas.
Se que no soy riguroso en esto, pido mis disculpas, es solo una comparación.
Dicho de otra forma, el cuello de botella (al menos en muchos paises) no es
la superficie sinó el costo de los artefactos, en estos casos bajar el precio
por kw vale la pena.
Obviamente no debe ser conveniente en el caso de satélites y por ahí en computadoras
portátiles solares, se hace muy incómodo y hay que perseguir al sol (recordemos que
la lupa concentra en una mínima superficie).

#30, buena explicación.
#31, claro que hay otras fusiones, cualquier fusión que devuelva elementos
con una masa menor al hierro devuelve más energía que la que recibe.
El helio al poseer un protón más que el hidrógeno, necesita más energía
para poder fusionarlos, (teniendo en cuenta claro que la masa es la mísma,
en el cambio de neutrón por protón).
De todos modos más energético es la reacción materia-antimateria, no encontré
eso de que h3 es la más energética de el universo :).

Esta noticia no esta minimamente documentada. Es un copy/paste cutre.

#27 Y teniendo en cuenta que al fin y al cabo, si los rayos UV son parte (creo que toda, pero no soy tan experto como algunos de aqui . ..) de este fenomeno.... tienen en cuenta que muchas lupas y espejos son tratados para filtrar o no reflejar esa frequencia?. Eso "mata" la placa (vamos, no funcionaria).

Y respeto al rendimiento de otros sistemas ....
Un motor de combustión de ciclo Otto tiene alrededor de un 0'25 , siendo el otro 0'75 calor de los gases y calor del bloque motor. A diferencia de los paneles solares ese 0'75 puede ser aprovechado mediante intercoolers y turbos.
En los motores diesel el rendimiento es ligeramente mayor, aunque no dispongo de datos, creo recordar que al final podia llegar a ser del 0'6 (no estoy seguro).

Y el rendimiento economico de una placa fotovoltaica siempre me ha dado risa, En serio. Es debido a un decreto que las electricas están obligadas a comprarte tu energia a un precio entre 2 - 3 veces superior al suyo. Y además no eres ni constante ni eres imprescindible para la red. Y hablemos ahora de baterias y acumulacion de energia electrica sobrante. Siguen funcionando por el mismo principio que las de hace 40 años.
La energia solar no es tan limpia cuando tienes ácidos y metales pesados cerca de ellos. Y produciendose.

El artículo me parece curioso , aunque aun se tiene que ver si el refrigerante "milagroso" evita que baje el rendimiento de la placa (que disminuye con el calor, vibracion molecular que acaba entorpeciendo la conduccion electrica por choques con la matriz del metal, típica relacion calor-eficiencia paso corriente. La forma simplificada es intentar adelantar con patines a peatones. Como menos se muevan mejor vas).).
Y #26 ... una decada de los 80????? querrás decir "una decada, la de los 80" o te has liado mucho

Si se invirtiera en esa energía lo que se invierte en petroleo, coches potentes, energía nuclear, armamento o exploración espacial otro gallo cantaría

La energía 'nucelar' es el futuro.