El pequeño generador de bajo coste que convierte la más mínima brisa en electricidad

by GINPROC Solutions

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Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur, han desarrollado un dispositivo de bajo coste capaz de aprovechar la energía del viento, tan suave como una ligera brisa, y almacenarla en forma de electricidad.

Este dispositivo recién desarrollado puede producir un voltaje de tres voltios y generar electricidad de hasta 290 microvatios cuando se expone a vientos con una velocidad de tan sólo 2 m/s. Esto es suficiente para alimentar un sensor y para que también envíe los datos a un teléfono móvil o a un ordenador.

Bautizado como «Wind Harvester«, este dispositivo ligero y duradero también desvía la electricidad que no se utiliza a una batería, donde puede almacenarse para alimentar dispositivos en ausencia de viento.

El equipo de la NTU afirma que el dispositivo, que mide 15 cm x 20 cm, puede montarse fácilmente en los laterales de los edificios y sería ideal para entornos urbanos, donde la velocidad media del viento es inferior a 2,5 m/s, fuera de las tormentas.

El cuerpo de este generador está hecho de fibra epoxi, un polímero muy duradero, con el accesorio principal que interactúa con el viento y está hecho de materiales baratos, como cobre, papel de aluminio y politetrafluoroetileno, un polímero duradero que también se conoce como teflón.

Cuando el generador se expone al viento, comienza a vibrar, haciendo que su placa se acerque y se aleje del tapón. Esto hace que se formen cargas en la lámina, y que se forme una corriente eléctrica al pasar de la lámina de aluminio a la de cobre.

En las pruebas de laboratorio, el cosechador de viento desarrollado por la NTU podía alimentar 40 LEDs de forma constante a una velocidad de viento de 4 m/s. También podía activar un dispositivo sensor y alimentarlo lo suficiente como para enviar la información de la temperatura ambiente a un teléfono móvil de forma inalámbrica.

Los investigadores afirman que su invento tiene el potencial de sustituir a las baterías en la alimentación de las luces de diodos emisores de luz (LED) y los sensores de control de la salud estructural. Éstos se utilizan para vigilar la salud estructural de infraestructuras o edificios, alertando a los ingenieros de problemas como inestabilidades o daños físicos en construcciones metropolitanas como rascacielos y puentes.

Como fuente de energía renovable y limpia, la generación de energía eólica ha atraído una gran atención de la investigación. Nuestra investigación pretende subsanar la falta de un recolector de energía a pequeña escala para funciones más específicas, como alimentar sensores y dispositivos electrónicos más pequeños. El dispositivo que hemos desarrollado también sirve como alternativa potencial a las baterías de iones de litio más pequeñas, ya que nuestro cosechador eólico es autosuficiente y sólo requeriría un mantenimiento ocasional, y no utiliza metales pesados, que, si no se eliminan adecuadamente, podrían causar problemas medioambientales.

Yang Yaowen, profesor que dirigió el proyecto.

El equipo de la NTU trabaja ahora en mejorar las funciones de almacenamiento de energía de su dispositivo, así como en experimentar con diferentes materiales para mejorar su potencia de salida.

Vía www.ntu.edu.sg

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Estas células solares de última generación podrían acabar con las pilas de un sólo uso

by GINPROC Solutions

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Cada año se tiran miles de millones de pilas de un sólo uso. Ahora, empresas como Ambient Photonics o Exeger afirman que sus células solares de baja luminosidad pueden ayudar a acabar con este problema.

Ambient Photonics y Exeger ven un futuro sin baterías desechables.

Una pulgada cuadrada es aproximadamente el tamaño de las células solares sensibilizadas por colorante que esta empresa está incorporando a los mandos a distancia que Universal Electronics, uno de los principales fabricantes de estos dispositivos para empresas de todo el mundo, tiene previsto empezar a vender en 2023.

También es lo suficientemente pequeña como para encajar en muchos de los sensores, transmisores y otros dispositivos digitales que conforman el mercado del Internet de las cosas. Mientras que cada año se distribuyen cientos de millones de mandos a distancia, se prevé que el mercado de los dispositivos del Internet de las Cosas ascienda a decenas de miles de millones de unidades en las próximas décadas.

Cada uno de estos dispositivos necesita una pila, y esas pilas deben sustituirse cada año, si no con más frecuencia. Son miles de millones de pilas desechables al año.

Aunque se supone que esas pilas deben reciclarse, la mayoría de las veces se tiran a la basura. Se trata de una cantidad enorme de residuos.

Ambient Photonics es uno de los proveedores de sistemas fotovoltaicos de captación de luz ambiental de nueva generación esperan convertir en obsoletas las pilas desechables. Tienen que demostrar que los últimos avances en una tecnología solar pueden producir células lo suficientemente eficientes, fiables y baratas para la tarea.

La nueva clase de células solares sensibilizadas por colorante (DSSC) puede proporcionar suficiente energía en condiciones de luz interior para mantener en funcionamiento dispositivos más sofisticados sin necesidad de nuevas baterías.

Ambient espera poder producir decenas de millones de células solares al año.

Estas células solares son de bajo coste de fabricación y se hacen con materiales abundantes, les ha costado mucho desplazar a la energía fotovoltaica convencional.

Esto se debe a dos razones principales. La primera es el historial de problemas de estabilidad química de las DSSC y su escaso rendimiento en aplicaciones reales. La segunda es que hay tecnologías mucho más eficaces para convertir la luz solar directa en electricidad, es decir, los paneles solares de polisilicio que han conquistado ampliamente el mercado solar.

Investigadores de DSSC de todo el mundo están realizando avances similares. Durante mucho tiempo, las mejores células sólo eran capaces de convertir en electricidad alrededor del 11% de la luz que absorbían. Pero las células más recientes alcanzan entre un 30 y un 40% de eficiencia de conversión en las pruebas de laboratorio.

Exeger está construyendo su segunda fábrica en Estocolmo y está incrustando su material solar PowerFoyle en auriculares, cascos de bicicleta equipados con luz y arneses para perros con seguimiento inalámbrico.

La impresión es de forma libre, con cualquier forma, y funcionan tanto en interiores como en exteriores. Esto ha llevado a Exeger a centrarse en la electrónica de consumo, un mercado en el que los dispositivos que no tienen que cargarse o cambiarse de batería pueden tener un precio superior.

Con el tiempo, la gente se volverá consciente de la luz. Pondrán el mando a distancia en el alféizar de la ventana para cargarlo cuando no lo usen.

Más información: www.exeger.comAmbient Photonics

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Unidad móvil para hacer pellets de madera allí donde se encuentra la biomasa

by GINPROC Solutions

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Llevar la máquina a la fuente y no al revés, esa la idea de Proxipel. Quieren producir pellets de madera sin tener que transportar la materia prima a la fábrica.

Los pellets de madera son un material muy codiciado en estos momentos. Se está abriendo un nuevo mercado para los pellets de madera, y en torno a él surgen numerosos inventos e innovaciones.

Proxipel SA es una empresa especializada en el desarrollo y la comercialización de unidades móviles de peletización.

La solución de Proxipel permite valorizar los residuos leñosos en pellets.

Hoy en día, cuando se explotan, lo hacen con muy poco valor añadido y a menudo emiten gases de efecto invernadero.

Gracias a unidades móviles que producen pellets in situ, Proxipel permite valorizarlos en energía renovable con un alto valor añadido.

He aquí algunos ejemplos de residuos leñosos que Proxipel puede transformar, tanto en bruto como en húmedo:

  • Madera fresca.
  • Residuos de madera.
  • Sarmientos.
  • Podas.
  • Residuos forestales.
  • Paja.
  • Residuos agrícolas.
  • Residuos agroalimentarios.

Gracias a las unidades de Proxipel, podremos producir pellets localmente a un precio competitivo, a la vez que desarrollamos la economía circular: valorización de los residuos producidos localmente, mano de obra regional, consumo de pellets de proximidad.

Además, esto reducirá las emisiones de CO2 y aumentará la independencia energética, ya que el 30% de los pellets consumidos en la UE son importados.

La unidad de Proxipel se transporta en camión, lo que evita que los forestales tengan que transportar la madera, reduce los costes de fabricación relacionados con el consumo de energía de las plantas de fabricación y permite disponer de un producto prácticamente acabado directamente en el lugar de producción.

Desde 2007, su inventor Richard Pfister trabaja en su proyecto y dice que también puede utilizar ciertas biomasas normalmente reservadas para el compost, como el orujo de uva, los residuos de la tala de árboles y otros productos agrícolas para fabricar pellets.

Proxipel es un concepto innovador para la producción de pellets. Consiste en una línea de producción de pellets montada en un remolque de camión. Esto permite a Proxipel desplazarse a la biomasa de pellets allí donde se encuentre. Además de la madera, esta unidad también permite transformar en pellets los residuos de muchos tipos de biomasa leñosa, a menudo considerados como residuos no valorizados.

La máquina tritura los materiales y luego seca los trozos para formar pellets, y cabe en un camión. El secreto es haber miniaturizado la etapa de secado. Tras algunas mejoras, la máquina estará operativa y ya puede producir 700 kilos de pellets por hora, siendo el objetivo alcanzar una tonelada.

El objetivo final de la empresa es producir pellets que se consuman localmente para eliminar el 30% de pellets que se importan cada año.

Más información: www.proxipel.com

Pellets de helecho «francés», con un poder calorífico similar al del roble

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8 Aplicaciones de la energía solar térmica

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Cuando pensamos en la energía solar, la mayoría pensamos en la tecnología solar fotovoltaica, que convierte la luz solar directamente en electricidad mediante paneles fotovoltaicos. Sin embargo, una alternativa popular a los sistemas fotovoltaicos que puede ser igual de eficaz son los sistemas solares térmicos, incluida la energía solar concentrada (CSP). Estos sistemas capturan el calor de la luz solar y luego lo dirigen a diversas operaciones o aplicaciones.

En un sistema CSP, los espejos reflejan una gran franja de luz solar a un pequeño punto, que se calienta en proporción a la cantidad de energía solar y al área que recibe esa energía. Los colectores pueden absorber el calor y transferirlo a un fluido como el aire, el agua, el aceite o las sales fundidas, que luego se envía a las zonas a calentar. En los sistemas más grandes, el calor del fluido puede crear vapor, que impulsa un generador para generar electricidad.

La energía solar térmica puede utilizarse a todas las escalas, desde aplicaciones de calefacción residencial hasta instalaciones industriales. Cuando la energía térmica se aplica directamente a la calefacción, puede ser más eficiente que los sistemas fotovoltaicos.

A continuación hablamos de 8 aplicaciones directas de la energía solar térmica que pueden utilizarse hoy en día.

Colector solar.

Imagen Shutterstock

Un calentador de agua o colector solar se compone de un colector y un tanque de almacenamiento. Un líquido de transferencia en el colector capta el calor directamente del sol. El líquido calentado circula entonces a través de un intercambiador de calor en el tanque, transfiriendo el calor al agua.

Calentador de piscinas.

Al igual que el calentador solar de agua, el agua de la piscina circula a través de una serie de válvulas hasta un colector, donde absorbe el calor solar y se devuelve a la piscina. El ciclo se repite hasta que la piscina alcanza la temperatura deseada. Un sistema de menor escala calienta los jacuzzis.

Tostador de café

Un tostador de café puede funcionar con energía solar. En el proyecto Intikallana pretenden llevar a las zonas rurales de Perú una forma barata y sostenible de tostar este producto.

Lo que se plantea es un café ecológico desde el cultivo a la taza, concentrándose en desarrollar un proceso de tostado que no dañe el medio ambiente, a diferencia de las energías tradicionalmente usadas en las zonas rurales: leña, gas o electricidad. Sin olvidar además el gran ahorro económico que utilizar esta energía limpia supone.

Para conseguir el tostado del café se requiere de una temperatura que ronda los 200 grados centígrados, la cual se consigue gracias a un concentrador solar tipo Reflector Scheffler. Estos reflectores solares se suelen utilizar para cocinar y generar vapor en países en vías de desarrollo. Partiendo de este dispositivo se diseñó un tostador en acero inoxidable y aluminio.

Cocinar

Una forma sencilla de cocinar los alimentos, especialmente en zonas rurales donde la electricidad o el combustible para cocinar pueden ser escasos, es utilizar un horno o cocina solar.

Un reflector dirige la luz del sol a través de la tapa de cristal hacia un compartimento donde los alimentos se cocinan lentamente. Los hornos de caja pueden producir suficiente calor para hornear o recalentar, mientras que los modelos que emplean espejos parabólicos pueden alcanzar rápidamente temperaturas lo suficientemente altas como para cocinar carne de forma segura.

Estanques solares

Un estanque solar es una masa de agua salada muy saturada diseñada para recoger y almacenar la energía térmica solar. El agua más salada del fondo se calienta pero es demasiado densa para mezclarse con las capas más frías de encima. Como resultado, la salmuera permanece atrapada. Las temperaturas pueden alcanzar casi 80 °C en las capas estratificadas.

Combustibles solares.

La energía solar puede aprovecharse para convertir el dióxido de carbono (CO2) y el agua en combustibles alternativos limpios que «ofrecen una mayor estabilidad de la red, seguridad energética y beneficios medioambientales«, según el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL). El hidrógeno puede obtenerse a partir de la energía solar mediante procesos termoquímicos a través de la energía solar concentrada; el hidrógeno solar también puede sintetizarse con el CO2 para crear un combustible de hidrocarburos.

Horno

Los grandes sistemas CSP son capaces de producir temperaturas muy altas.

El horno solar de Uzbekistán es uno de los mayores de su clase, un gigantesco horno solar construido por la antigua URSS como proyecto de investigación entre los años 1981 y 1987. Su espejo curvo mide más de 55 metros, y conduce la energía solar a través de un rayo de 1,2 m. Frente al edificio principal con su espejo curvo hay otros 63 espejos, cada uno con una altura de una casa de dos plantas, que son controlados para concentrar la radiación solar en el centro de la estructura. Ahí, más de 10.700 espejos reflejan y regulan el calor. Así es cómo funciona.

Generación eléctrica.

Un parque solar CSP se basa en miles de espejos para concentrar la energía del sol y dirigirla hacia una torre u otro receptor, generando calor que luego se convierte en electricidad para alimentar los generadores.

La mayor ventaja sobre la fotovoltaica es que hace circular el calor, no la electricidad generada por la fotovoltaica. El calor es necesario para muchos procesos industriales y de fabricación; de hecho, según la Agencia Internacional de la Energía, el calor constituye dos tercios de la demanda energética de las industrias del mundo. Por lo tanto, utilizar el calor generado por la energía solar térmica de concentración es una forma de que estas industrias puedan reducir su huella de carbono.

La energía solar térmica de concentración también podría utilizarse de diversas maneras y a diferentes escalas. Por ejemplo, una central termosolar podría integrarse en otras centrales eléctricas u operaciones de servicios públicos, compensando así los costes totales de energía y reduciendo las emisiones de carbono. De hecho, la adopción generalizada de la energía solar térmica de concentración podría ayudar al mundo a alcanzar sus objetivos climáticos con mayor rapidez.

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Pellets de helecho «francés», con un poder calorífico similar al del roble

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Pronto se podrá calentar con pellets de helecho debido a la escasez de pellets de madera.

Los precios de los pellets de madera han aumentado de manera considerable este año, ya que la demanda es tan alta y la disponibilidad baja.

Un pequeño alivio puede venir con los pellets de lino, una tendencia que debería aumentar en los próximos años. Pero la esperanza también podría venir de otro material natural que crece en nuestros bosques: el helecho.

El sector de los pellets está en efervescencia este año. Sus ventas están creciendo exponencialmente.

Investigadores, inventores y demás ingenieros están en plena competencia para innovar en este campo.

En los próximos años, será imprescindible encontrar una o varias alternativas a los pellets de madera. El número de estufas de pellets no para de crecer.

Helecho como alternativa a la madera.

Como sabemos, los pellets de madera se componen de residuos de madera blanda (serrín, virutas, restos de podas) que se comprimen para formar pellets después de ser molidos y secados. Ofrecen un valor calórico adecuado.

Ahora, la empresa francesa Eizhy ha retomado una idea que se venía desarrollando en Inglaterra desde hace tiempo: producir pellets a partir de helechos.

Para fabricar los pellets de helecho, segaron algunas parcelas y luego añadieron otras plantas como la retama.

Ventajas de los pellets de helecho.

Los pellets de helecho permiten producir un combustible a partir de un recurso disponible y renovable, sin causar ningún daño al ecosistema.

Además, una vez transformado en pellets, el helecho tendría un poder calorífico muy elevado, ya que sería, según los responsables de la empresa, similar o incluso superior al del roble y parecido al de los pellets tradicionales fabricados a partir de coníferas.

Lino, helecho, materias primas cultivables localmente que además podrían ser más baratas por tonelada que la madera.

Más información: www.eizhy.fr

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