Esta ventana fotovoltaica permite climatizar los edificios y reducir su consumo energético

La búsqueda por reducir la dependencia de los combustibles fósiles está acompañado por la necesidad de mejorar la eficiencia de los actuales sistemas de climatización de viviendas y edificios. Estos últimos un reto por la poca superficie en el techo para colocar placas convencionales, pero con gran potencial si se aprovecha todo el cuerpo usando ventanas solares térmicas.

Un equipo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, han presentado un diseño que permite sustituir los cristales de las ventas por unos vidrios capaces de producir energía térmica,  todo gracias a un concentrador solar luminiscente situado en el interior que usa absorbentes solares transparentes y que en la práctica supone poder calentar los edificios en invierno, o refrigerarlos en verano.

Esta es una alternativa a los sistemas que usan un colector fotovoltaico-térmico (PV/T) que cuentan con la limitación en estas aplicaciones por su falta de transparencia, lo que no permite pasar la luz para iluminar el interior de los edificios.

Para solucionarlo, el equipo ha diseñado una solución mediante una ventana solar selectiva (SSH) de doble banda basada en energía fotovoltaica transparente (TPV) y dotada de absorbentes solares transparentes (TSA). Estas son capaces de absorber una parte de la radiación solar para generar electricidad y tienen una transparencia suficiente para su uso comercial.

En el caso del prototipo presentado logra una transmitancia visible del 42%, y además lo hace con una eficiencia de conversión de energía del 0,75 % y una eficiencia de conversión solar térmica del 24%, con un aumento de la temperatura del aire ventilado de 10 °C.

Para este modelo se ha usado un concentrador solar luminiscente (TPV) basado en puntos cuánticos (QD) de sulfuro de indio y cobre y sulfuro de zinc (CuInS2/ZnS) que en el primer modelo cuenta con un tamaño por celda de 30 cm x 30 cm x 2,4 cm. Según sus creadores, este ha logrado una transparencia sustancial y al mismo tiempo ha sido capaz de generar 6W por metro cuadrado de potencia, y la potencia térmica de unos 150 W por metro cuadrado.

El resultado según las simulaciones indican que la ventana SSH puede ahorrar hasta un 61.5% de consumo anual de energía HVAC en comparación con el cristal normal, además de la electricidad generada, que representa hasta el 19,1% del total anual de ahorro de energía.

Una alternativa que no necesita cambios profundos en el diseño de los edificios y que puede ser instalado en prácticamente cualquier lugar, ofreciendo unos beneficios extra para mejorar la eficiencia energética sin tener que ocupar nuevos espacios.

Fuente | Onlinelibrary