Generación eléctrica por enfriamiento radiativo

[joseluis7696]

He visto este artículo: https://www.technology.org/2019/09/13/l ... henomenon/ y me pareción un buen tema para los que quieran y puedan experimentar con algo potencialmente útil.

Se trata de aprovechar la radiación térmica hacia el estacio exterior para generar energía eléctrica con un dispositivo termoeléctrico. Las potencias generadas son muy pequeñas, el desafío es lograr mejorar el sistema para que sean potencias útiles.

Para salvar el problema de que la fuente original está en Inglés, he tradiucido con Google el texto:


"Dispositivo de bajo costo genera electricidad utilizando fenómeno de enfriamiento natural"

Publicado el 13 de septiembre de 2019

La tecnología eventualmente podría ayudar a más de mil millones de personas en todo el mundo que carecen de acceso confiable a la electricidad.

Cuando se forma escarcha en el suelo durante la noche, incluso cuando las temperaturas están muy por encima del punto de congelación, o cuando aparecen gotas de agua en los parabrisas de los automóviles, incluso en una noche despejada, la causa suele ser un fenómeno llamado enfriamiento radiativo del cielo.

Configuración experimental de un dispositivo generador de electricidad que utiliza enfriamiento radiativo del cielo para recolectar energía. Crédito: Aaswath Raman/UCLA

En un artículo publicado en la revista Joule, los investigadores dirigidos por un científico de materiales de UCLA informan que han aprovechado los principios detrás del enfriamiento radiativo del cielo para desarrollar una forma innovadora de producir energía renovable por la noche.

El enfoque podría adaptarse a una tecnología de bajo costo que eventualmente podría ser una bendición para los más de mil millones de personas en todo el mundo que, según la Agencia Internacional de Energía, carecen de acceso confiable a la electricidad. El concepto podría usarse como una tecnología independiente o funcionar en combinación con la energía solar para producir electricidad durante el día y la noche.

El enfriamiento radiativo del cielo es un fenómeno natural en el que una superficie que mira hacia el cielo expulsa su calor al aire en forma de radiación térmica. Parte de ese calor finalmente se eleva a la atmósfera superior y luego a los lugares más fríos del espacio.


“Este efecto ocurre naturalmente todo el tiempo, especialmente en noches despejadas”, dijo Aaswath Raman, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA que dirigió el estudio. “El resultado es que el objeto que expulsa el calor, ya sea un automóvil, el suelo o un edificio, será un poco más frío que la temperatura ambiente”.

La nueva tecnología aprovecha esa diferencia de temperaturas al capturar parte del calor del aire circundante que, de otro modo, se elevaría hacia el cielo y lo convertiría en electricidad.

Los investigadores desarrollaron un dispositivo simple y económico para demostrar la tecnología: todas las piezas utilizadas en el experimento se compraron en ferreterías y tiendas de artículos electrónicos por un costo total de menos de $30.

Su configuración, dispuesta en el techo de un edificio, incluía un disco de aluminio que estaba pintado de negro en un lado, que miraba hacia el cielo. Los investigadores usaron el disco para irradiar el calor emitido por el aire circundante. Un generador termoeléctrico, un dispositivo que produce voltaje eléctrico en respuesta a una diferencia de temperatura, convierte ese calor en electricidad.

El dispositivo generó hasta 25 milivatios por metro cuadrado, suficiente para alimentar una sola bombilla LED. Aunque el dispositivo genera sustancialmente menos energía que una celda solar de tamaño similar, Raman dijo que podría usarse para generar energía por la noche, en lugares que están fuera de la red eléctrica o para usuarios que no tienen fácil acceso a las baterías.

Raman dijo que la tecnología podría mejorarse con mejores componentes y que potencialmente podría generar hasta 0,5 vatios por metro cuadrado, unas 20 veces más que el dispositivo que demostraron los investigadores, especialmente en climas cálidos y secos donde el efecto de enfriamiento radiativo es el principal. más fuerte

Con esa salida, dijo, una pequeña instalación en el techo de una casa podría proporcionar suficiente energía durante la noche para cargar un teléfono celular o iluminar una habitación con bombillas LED.

“Creemos que esta es una demostración intrigante de cómo se puede acceder al frío del espacio como un recurso de energía renovable y dar como resultado cantidades modestas pero utilizables de electricidad”, dijo Raman. “Creemos que también podría formar la base de una tecnología complementaria a la energía solar. Si bien la potencia de salida siempre será sustancialmente menor que la de los dispositivos solares, esta nueva tecnología puede funcionar en horas en las que las células solares no pueden”.

Los otros autores del estudio son Wei Li, un becario postdoctoral, y Shanhui Fan, profesor de ingeniería eléctrica, ambos en Stanford.

El enfriamiento radiativo del cielo se ha convertido en un tema de investigación activo durante la última década. En un estudio publicado en Nature en 2014, Raman, Fan y sus colegas demostraron cómo el fenómeno podría usarse para enfriar objetos, como un edificio, en días cálidos y soleados. Ese estudio fue un paso importante hacia el aprovechamiento del fenómeno para aplicaciones energéticas.

El estudio fue apoyado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Fuente: UCLA, por Matthew Chin.

[joseluis7696]

Y aquí otro artículo aun más interesante sobre este tema, en la revista Joule (Cell Press). Está en Inglés y en este caso os dejo la tarea de traducirlo con Google Translator, si os interesa.

https://www.cell.com/iscience/pdf/S2589 ... 1130-0.pdf