Una de las maneras más eficaces de obtener energía a partir de fuentes renovables es mediante la instalación de paneles solares, una medida que cada vez se va instaurando más en los hogares. Sin embargo, unos investigadores han descubierto una nueva forma de aprovechar la lluvia para capturar, almacenar y utilizar energía eléctrica.
Esta energía se genera a partir de la colisión de las gotas de lluvia en una superficie que permita captar esa energía. De esta manera, esto daría lugar al desarrollo de tejados que puedan aprovechar la energía generada de las gotas y poder así beneficiarse de la electricidad generada para un uso cotidiano.
Un panel que capta la energía de las gotas de lluvia
La solución a la que han llegado unos investigadores de la Universidad de Tsinghua, Pekín, utiliza un nanogenerador triboeléctrico (TENG), que es el encargado de recoger la minúscula cantidad de energía eléctrica generada de cada gota de lluvia.
Este concepto ha pasado por muchas dificultades técnicas en los últimos años. Sin embargo, este avance supone una gran evolución en el uso de esta técnica, ya que los investigadores han descubierto una manera de aprovechar la energía de forma más eficiente.
Imagen: iEnergy
En los paneles solares, las células fotovoltaicas se unen unas a otras por medio de un circuito eléctrico para poder captar una mayor energía eléctrica procedente de los rayos del sol. Sin embargo, unir células de esta forma para captar la energía de las gotas de lluvia parecía imposible debido a un fenómeno conocido como "capacitancia de acoplamiento".
Este fenómeno ocurre entre el electrodo superior e inferior, haciendo que se pierda una gran cantidad de energía en el proceso. No obstante, mediante un nuevo diseño y configuración de este panel, los investigadores han conseguido minimizar considerablemente esta pérdida de energía, haciendo que el método alcance un nivel práctico de obtención energética.
"Aunque los D-TENG tienen una potencia de salida instantánea ultraelevada, sigue siendo difícil que un solo D-TENG suministre continuamente energía a equipos eléctricos del orden de megavatios. Por lo tanto, es muy importante lograr la utilización simultánea de varios D-TENG," aseguraba Zong Li, uno de los principales autores del método y profesor en la Universidad de Tsinghua.
"Tomando como referencia el diseño de paneles solares en los que se conectan en paralelo varias unidades de generación de energía solar para abastecer la carga, proponemos un método sencillo y eficaz para la captación de energía de las gotas de lluvia," continuaba Zong Li.
Para reducir la capacitancia de acoplamiento, Li y su equipo han propuesto un método al que han denominado "generadores de matriz de puente". Básicamente, esta técnica utiliza electrodos de matriz inferior para hacer que las células puedan operar de forma independiente mientras se reduce la capacitancia.
De esta manera, las gotas caen en la superficie del panel, y esta colisión causa que la gota se cargue positivamente mientras que el panel se carga negativamente, generando una diferencia de potencial. La carga es tan ínfima que cuando pasa un tiempo se disipa. Por eso son necesarios esos "generadores de matriz de puente", ya que permiten atajar el problema de la pérdida de energía.
Tras numerosos experimentos con una gran cantidad de matrices, electrodos y distintos tamaños de panel, los investigadores descubrieron que, al incrementar el grosor de la superficie, disminuía la capacitancia de acoplamiento mientras se mantiene la densidad de la superficie cargada, mejorando así el rendimiento de la matriz.
La máxima potencia conseguida a través de este método ha sido de unos 200 W por metro cuadrado, unas 5 veces superior a la alcanzada años atrás. Los resultados de este estudio podrían hacer que en un futuro próximo contemos con paneles para obtener energía a través de las gotas de la lluvia, un nuevo método más para obtener energía desde el entorno que nos rodea.
Imagen | Robin van der Ploeg
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