Un equip d’investigadors de la Universitat de Houston, als Estats Units, ha publicat un article a la revista ‘Physical Review Applied’ on presenta un nou sistema de captació d’energia solar que trenca tots els rècords d’eficiència assolits fins ara i que, a més, podria funcionar 24 hores al dia. Segons expliquen, el mètode que han dissenyat permet millorar la captació fins al límit termodinàmic, és a dir, el màxim teòric a què pot arribar la ràtio de conversió d’energia solar en electricitat.
Una necessitat clau pel futur
Augmentar l’eficiència de la captació i conversió de les plaques fotovoltaiques és essencial en la revolució energètica que necessitem per eliminar la dependència dels combustibles fòssils. De fet, la majoria de països del món estan treballant intensament per instal·lar cada cop més generació d’electricitat amb energia solar, juntament amb l’eòlica, i s’espera que en el futur totes dues suposin una part enorme del ‘mix’ energètic, tant pel bé de l’economia com pel de tot el planeta.
Superant el límit descrit per Max Planck
Els sistemes termofotovoltaics tradicionals, anomenats STPV, necessiten una capa intermitja per millorar la seva eficiència de captació. La part de sobre d’aquesta capa, la que mira el sol, absorbeix tots els fotons que li arriben, de manera que es converteixen en energia tèrmica i l’escalfen. L’eficiència termodinàmica d’aquest mètode, però, té el seu màxim al límit del cos negre (85,4%), tal com va formular el físic alemanya Max Planck el 1900, en descriure la quantitat màxima d’energia que es pot produir a partir de la radiació tèrmica. I no obstant això, el límit de Landsberg, que indica el màxim d’eficiència termodinàmica de la captació d’energia solar, és del 93,3%.
Els autors d’aquest estudi afirmen que la diferència d’eficiència és causada per la “inevitable emissió de tornada de la capa intermitja cap al sol, resultant de la reciprocitat del sistema”. Així doncs, proposen crear un sistema STPV que faci servir una capa intermitja amb propietats radiatives no-recíproques, eliminant aquesta emissió de tornada i enviant un flux de fotons més gran cap a la cèl·lula fotovoltaica.
A les portes d’una revolució fotovoltaica?
Si es fa, les STPV podrien arribar al límit de Landsberg , però a més permetria adaptar molt més la generació d’electricitat a la demanda. Juntament amb una unitat d’emmagatzematge d’energia tèrmica amb un cost baix, es podria aconseguir generar electricitat en qualsevol moment del dia. Així doncs, els components tèrmicament no-recíprocs podrien suposar una revolució en el sector de l’energia, millorant molt la seva eficiència i eliminant un dels grans problemes de l’energia solar, la seva variabilitat i estacionalitat.
