Notas sobre Energías Renovables

Avances hacia el mundo del futuro
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Fermat
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Re: Notas sobre Energías Renovables

Mensajepor Fermat » 19 Mar 2019 4:32 am

Green energy solutions you've (probably) never heard of
Ineke Mules, DW, 08.03.2019

We've all heard of wind and solar power, but what about things like piezoelectricity or carbon capture? Researchers are always looking for new clean solutions in the hope that one or other of them will go mainstream.

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Body heat
For years, scientists have been experimenting with body heat as a source of energy. While wearable tech devices that directly convert it into electricity are currently in the works, a train station in Sweden is already harnessing the warmth generated by thousands of commuters.

Real estate company Jernhusen engineered Stockholm Central Station to channel the mass production of body heat to warm another building just across the road.

While harvesting body heat to keep a building toasty isn't a new idea, this is the first time it's been successfully transferred from one building to another. It's a long-term sustainable solution, which relies on a surprisingly simple low-grade waste heat source.

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Turning CO2 into stone
Figuring out how to limit our production of carbon dioxide (CO2) has proved one of the greatest challenges of the 21st century. What if we could somehow capture it and turn it into stone? Sounds like a fantasy, but that's exactly what researchers in Iceland have been doing.

Hellisheidi, one of the largest geothermal power facilities in the world, pumps volcanically heated water to run turbines that produce electricity.

But because this process releases CO2, the team tried pumping it back into the volcanic rock beneath the surface of the earth. There, it underwent a fast-tracked natural process of reacting with basalt to form carbonate minerals.

The entire transformation from gas to solid took two years. Previous carbon capture projects had only managed to store the CO2 in gas form, raising concerns about potential leakage and maintenance costs. But more recently researchers from RMIT University in Melbourne, Australia have taken the process a step further, using liquid metals to transform CO2 back into solid coal.

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Dance power
As we become increasingly aware of incorporating sustainability into all aspects of our lives, it might not surprise you to learn that 'eco-clubbing' is a thing. Back in 2005, two Dutch engineers invented the Sustainable Dance Floor, which essentially converts the kinetic energy generated by dancing into electricity — or piezoelectricity to be exact, which means energy resulting from pressure and latent heat.

When dancers make the floor bounce, springs installed underneath it convert the vertical movement into a rotational one, thereby generating electricity. Each step can generate anywhere between two and 20 joules of energy, which is enough to power LED lights in the floor, or other elements of the club such as sound or lighting. A number of clubs around the world are now experimenting with this development to give their sustainability-minded patrons an eco-friendly clubbing experience. But the technology isn't limited to the dance floor.

Since 2009, all electronic signs at a railway station in Tokyo have been powered by kinetic energy generated by people walking on floor tiles installed at ticket gates. And the floodlights on a football pitch in Rio de Janeiro are kept on with the help of players' feet as they run across the turf. The takeaway? Don't underestimate the power of footsteps.

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Coffee waste
Our love of coffee harms the environment far more than most people realize. The process of turning the fruit into the final product — of which we globally consume approximately 9.5 million tons a year — generates a massive amount of liquid waste.

Now, for the first time, scientists have figured out how to change this waste into electricity. They've developed a special fuel cell — a device which produces energy through a chemical reaction — that uses microbes to effectively eat the waste matter and generate electricity in the process. This technology could be used to help farmers in developing countries produce a more sustainable product.

Coffee waste can also be used as a biofuel. London based tech firm bio-bean currently sources raw waste from hundreds of cafes, offices and coffee factories around the UK and extracts oil from it. That, in turn can be made into commercially available 'coffee logs' that are used to heat buildings, or even liquid fuel which is already helping to power London's iconic double-decker buses.

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Algae fuel
Another unlikely biofuel which could help save the planet comes from algae. Certain types contain natural oils which can be used as replacements for diesel, gasoline and even jet fuel. Like fossil fuel, this ocean alternative releases CO2 when burnt.

The difference, however, is that it remains carbon neutral. How? Because the carbon has only just been absorbed —via photosynthesis — at the time it's emitted, CO2 levels don't actually increase.

After decades of research, algae fuel technology is finally moving out of the lab with companies starting to look towards commercial production.

While proponents are optimistic that algae fuel may be exactly what we're looking for, critics warn that it's still far from a perfect solution because the entire process is expensive and will require large amounts of land and water

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https://p.dw.com/p/3EHDs
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Re: Notas sobre Energías Renovables

Mensajepor Fermat » 23 Mar 2019 7:42 am

Las baterias industriales sustituyen a las centrales eléctricas fósiles
Sven Ullrich, 22 de marzo de 2019

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¿Qué puede aportar la industria de baterías a la transformación estructural de las regiones carboníferas? Esto fue discutido por la asociación de la industria junto con representantes de las regiones afectadas. Mientras tanto, el DLR está trabajando en soluciones.

¿Qué sucede cuando se termine de emplear el carbón se suprime con éxito y la energía fotovoltaica y eólica suministran toda la electricidad en Alemania? Esta fue la cuestión central que la Asociación Federal de Empresas de Almacenamiento de Energía (BVES) discutió con los representantes de la Cancillería de Brandeburgo y con los representantes de Brandeburgo, Baja Sajonia, Renania del Norte-Westfalia, Sajonia, Sajonia-Anhalt y Turingia. La atención se centró principalmente en la seguridad del suministro y la creación de valor en las regiones afectadas, que siguen dependiendo en parte del carbón para su subsistencia.

La convicción de todos los participantes fue: las baterías industriales para las energías renovables son una alternativa perfecta a las centrales eléctricas fósiles y pueden en el futuro modernizar las obsoletas infraestructuras energéticas de las regiones carboníferas. En concreto, esto significa que las baterías industriales desempeñarán un papel clave, especialmente en términos de seguridad del sistema eléctrico. Además, la industria de baterías en Alemania está creciendo, aunque mayormente en el ámbito doméstico y comercial, como muestran las cifras del sector presentadas recientemente por BVES. "En combinación con las energías renovables, las baterías industriales pueden sustituir a las centrales eléctricas convencionales de forma más eficiente y más respetuosa con el clima", afirma Urban Windelen, Director General Federal de BVES. "Para las regiones carboníferas, el sector del almacenamiento ofrece en el futuro oportunidades reales y mejores respuestas al triángulo del carbón: cambio climático, cambio estructural y seguridad energética".

Todas las tecnologías son necesarias
Aunque el mercado de las baterías industriales actualmente no está creciendo, un tercio de los empleados de la industria de baterías trabajan en este segmento, y la tendencia es al alza. Esto es ahora especialmente importante para las regiones carboníferas, donde se busca desesperadamente oportunidades de empleo para amigos y empleados en las antiguas centrales eléctricas fósiles, con el fin de ofrecer perspectivas de futuro. "La industria de baterías industriales ofrece a las regiones afectadas por el cambio estructural atractivas perspectivas a corto y largo plazo", es lo esencial de la discusión.

Pero, ¿cómo puede ser una estructura de baterías que apoye la red en el futuro? "Para garantizar el suministro eléctrico durante y después de la retirada del carbón, las versátiles tecnologías de almacenamiento ofrecen respuestas eficientes. No sólo estamos hablando de baterías, sino también del uso e interconexión de los diferentes sistemas de almacenamiento", subraya Bernhard Rill, Vicepresidente de BVES. "Además del hidrógeno, sistemas de almacenamiento térmico y otros sistemas a largo plazo también juegan un papel importante”.

Las centrales térmicas de carbón tienen una segunda vida
Las antiguas centrales eléctricas de carbón podrían volver a desempeñar un rol. Expertos del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) están probando actualmente cómo se puede convertir una antigua central de carbón en Renania en una instalación industrial de almacenamiento térmico. El corazón de la planta es una enorme instalación de almacenamiento térmico de sal líquida; la planta absorbe y almacena el exceso de electricidad de la red en forma de calor. Si la capacidad de las energías renovables no es suficiente, el calor almacenado se utiliza para impulsar el generador de la antigua central de carbón. "La conversión de las centrales eléctricas existentes en grandes centrales de almacenamiento ofrece varias ventajas", explica Bernhard Hoffschmidt, Director del Instituto de Investigación Solar del DLR. "Con la reutilización, gran parte de la tecnología de las centrales eléctricas existentes, nueva por partes y muy eficiente, puede conservarse. Y al hacerse cargo de la mayor parte de la infraestructura original de las centrales eléctricas, la conversión ahorra enormes costes y se pueden mantener los puestos de trabajo".

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https://www.erneuerbareenergien.de/speicher-ersetzen-die-fossilen-kraftwerke
Última edición por Fermat el 28 Mar 2019 6:13 am, editado 1 vez en total.
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Re: Notas sobre Energías Renovables

Mensajepor Fermat » 28 Mar 2019 6:13 am

Ultrathin graphene film offers new concept for solar energy
Tuesday 19 March 2019

Researchers have developed a 2.5cm x 5cm working prototype of the graphene-based metamaterial absorber to demonstrate its photo-thermal performance.

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Researchers at Swinburne, the University of Sydney and Australian National University have collaborated to develop a solar absorbing, ultrathin film with unique properties that has great potential for use in solar thermal energy harvesting.

The 90 nanometre material is 1000 times finer than a human hair and is able to rapidly heat up to 160°C under natural sunlight in an open environment.

This new graphene-based material also opens new avenues in:
-thermophotovoltaics (the direct conversion of heat to electricity)
-solar seawater desalination
-infrared light source and heater
-optical components: modulators and interconnects for communication devices
-photodetectors
-colourful display

It could even lead to the development of ‘invisible cloaking technology’ through developing large-scale thin films enclosing the objects to be ‘hidden’.

The researchers have developed a 2.5cm x 5cm working prototype to demonstrate the photo-thermal performance of the graphene-based metamaterial absorber.

They have also proposed a scalable manufacture strategy to fabricate the proposed graphene-based absorber at low cost.

“This is among many graphene innovations in our group,” says Professor Baohua Jia, Research Leader, Nanophotonic Solar Technology, in Swinburne’s Centre for Micro-Photonics.

“In this work, the reduced graphene oxide layer and grating structures were coated with a solution and fabricated by a laser nanofabrication method, respectively, which are both scalable and low cost.”

“Our cost-effective and scalable graphene absorber is promising for integrated, large-scale applications that require polarisation-independent, angle insensitive and broad bandwidth absorption, such as energy-harvesting, thermal emitters, optical interconnects, photodetectors and optical modulators,” says first author of this research paper, Dr Han Lin, Senior Research Fellow in Swinburne’s Centre for Micro-Photonics.
“Fabrication on a flexible substrate and the robustness stemming from graphene make it suitable for industrial use,” Dr Keng-Te Lin, another author, added.

"The physical effect causing this outstanding absorption in such a thin layer is quite general and thereby opens up a lot of exciting applications,” says Dr Bjorn Sturmberg, who completed his PhD in physics at the University of Sydney in 2016 and now holds a position at the Australian National University.

“The result shows what can be achieved through collaboration between different universities, in this case with the University of Sydney and Swinburne, each bringing in their own expertise to discover new science and applications for our science,” says Professor Martijn de Sterke, Director of the Institute of Photonics and Optical Science.

“Through our collaboration we came up with a very innovative and successful result.

“We have essentially developed a new class of optical material, the properties of which can be tuned for multiple uses.”

The research is published in Nature Photonics and has been funded by an Australian Research Council Discovery Project grant.

http://www.swinburne.edu.au/news/latest-news/2019/03/ultrathin-graphene-film-offers-new-concept-for-solar-energy.php
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Re: Notas sobre Energías Renovables

Mensajepor Fermat » 30 Mar 2019 5:50 am

Invención danesa promete resolver los problemas de la energía eólica... y es bien simple
Por Katja Mejborn Østergaard, Keld Vrå Andersen, Mar 18 2019, 23:34

Investigadores daneses desean almacenar energía renovable calentando piedras, lo que puede resolver el mayor problema de la energía verde.

Dinamarca ha dado otro paso en la transición verde el lunes.

Ocurrió en la Universidad Técnica de Dinamarca, en Risø, cuando el Ministro de Educación e Investigación Tommy Ahlers (V), inauguró el llamado almacen de energía, que por medio de calentamiento de piedras puede almacenar la energía proveniente de, por ejemplo, aerogeneradores.

Tras el proyecto se encuentran, entre otros, la empresa de energía SEAS-NVE y la DTU.

- Hemos inventado mucho en relación con la producción de energía limpia. Y ahora también queremos hacer algo para almacenar esa energía, dijo el Ministro de Investigación en la inauguración.

El propósito es resolver uno de los grandes desafíos del cambio verde, a saber, cómo almacenar grandes cantidades de energía renovable.

Específicamente, la invención danesa funciona de modo que el exceso de energía de las células solares y las turbinas eólicas debe calentar una pila de piedras a 600 grados. Las piedras se encuentran en un recipiente grande, rodeadas por un sistema aislante. Cuando se requiere energía, el calor pasa a un generador térmico de electricidad.

- La ventaja de la invención es que es piedra de Silvan y el resto se puede comprar en Harald Nyborg (NB! una tienda danesa de materiales de construcción, utensilios, etc.), por lo que es una solución económica y ecológica, explica Ole Alm, gerente de proyectos y gerente de desarrollo de SEAS-NVE.

Construcción simple
Cerca del 40 por ciento termina como electricidad, mientras que el calor sobrante se dirige a los hogares a través del sistema de calefacción distrital.
- De esta manera, prácticamente no hay pérdida de energía por el método, explica Ole Alm.

Jens Brandt Bering, quien es el gerente de negocios para el suministro de la consultora de ingeniería NIRAS, ha asesorado al proyecto y ve un gran potencial de exportación.

- Cuando podemos salir al mundo y decir que no solo podemos construir turbinas eólicas que producen energía renovable, sino que también sabemos cómo se puede almacenar, entonces hay muchas oportunidades para obtener un perfil verde y un aumento de las exportaciones danesas, dice.

Se puede implementar en cualquier lugar, pero todavía no
En este momento, el proyecto solo existe a nivel de prueba, pero el equipo que está detrás espera poder implementarlo en todo el país.

Sin embargo, esto no es solo preliminar, subraya Ole Alm.
- Por supuesto, quedan algunos años, porque actualmente no hay necesidad de almacenar tanta energía. Pero, dice, mientras más turbinas eólicas y células solares tengamos, más necesitaremos ahorrar el exceso de energía para los días sin viento.

En todo caso, el Ministro ve grandes oportunidades en el proyecto que comenzó con toda humildad como proyecto de maestría en DTU en 2016 y ahora se ha convertido en un prototipo de 3,5 metros cúbicos. A la larga, las personas detrás del Proyecto sueñan con 200,000 metros cúbicos, tan grande como una tienda IKEA.

- Estar aquí es como estar con los emprendedores. Dentro de Christiansborg, hablamos mucho sobre el cambio y la protección del clima. Aquí hacemos algo al respecto, dijo Tommy Ahlers.

http://nyheder.tv2.dk/samfund/2019-03-18-dansk-opfindelse-skal-loese-udfordringen-med-vindenergi-og-den-er-ganske-simpel

Mas información: https://www.energy.dtu.dk/english/news/2019/03/energy-storage-in-hot-stones?id=a7998add-10f4-4dd5-90c5-62b8946ce1e8&utm_device=web&utm_source=researcharea&utm_campaign=Energy
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Re: Notas sobre Energías Renovables

Mensajepor Fermat » 07 May 2019 9:44 am

El de abajo es mitad información, mitad propaganda, pero en todo caso es de interés.

DualSun: este revolucionario panel solar promete 25 años de ahorro de energía
Thomas Chemel - 30/04/2019 Actualizado 02/05/2019

DualSun Spring, una especie de panel solar "multienergía", combina dos tecnologías que permiten producir electricidad y, al mismo tiempo, calentar agua caliente sanitaria a un coste menor.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=Lm7kmCaoeC4


Mientras el concepto de autoconsumo lucha por expandirse en Francia, una solución innovadora podría ayudar a evitar los numerosos aumentos de los precios de la electricidad. DualSun, una pequeña empresa francesa especializada desde hace 10 años en energía solar, ha desarrollado un revolucionario panel que combina dos tecnologías: fotovoltaica, para producir electricidad, y térmica, para calendar agua. El DualSun Spring, una especie de panel "multienergía", consta de un panel frontal que contiene células fotovoltaicas convencionales y un panel posterior que recupera el calor para calentar agua potable. "Cuando los paneles están expuestos al sol, se calientan mucho", explica Jérôme Mouterde, cofundador de DualSun. El problema es que este calor no se aprovecha. Por eso hemos desarrollado un intercambiador de calor que permite utilizar esta energía para calentar agua.

La operación es relativamente sencilla: pequeñas tuberías cubren toda la superficie inferior del panel, permitiendo que el agua se distribuya por debajo de las células fotovoltaicas. El agua entra en una esquina del panel, se calienta al contacto con las células y se dirige al tanque de agua caliente. El circuito incluye un programador que mide la temperatura del agua y activa la circulación tan pronto como cae por debajo de los 20 grados. Al final del dia, despues de varios ciclos, el agua regresa al tanque a unos 60 grados.

Electricidad casi un 50% más barata
El sistema tiene una doble ventaja. El cliente consume menos energía, ya que no depende de la electricidad o combustibles para calentar el agua. Pero además, el enfriamiento del panel con la circulación de agua prolonga su vida útil. "La ventaja de una tecnología híbrida es que produce un poco más de energía y un poco más de duración", dice Jérôme Mouterde. Una exposición excesiva al calor es perjudicial para el panel fotovoltaico y lo hace menos eficiente, como cuando un teléfono inteligente se sobrecalienta. La extracción de este calor nos permite, por tanto, mejorar el rendimiento del panel y prolongar su vida útil. En eficiencia instantánea, este enfriamiento permitiría al DualSun Spring producir un 10% más de energía que un panel fotovoltaico estándar.

Pero sobre todo, esta tecnología generaría en última instancia ahorros significativos. Porque la energía así producida es mucho más barata que la electricidad para calentar el agua. "Para una instalación típica de 6 paneles híbridos en el sur de Francia, si tenemos en cuenta la compra y el mantenimiento del equipo a lo largo de toda su vida útil, obtenemos un coste total de energía de alrededor de 8 céntimos por kWh", calcula el cofundador de DualSun. Esto es casi un 50% más barato que los kWh comprados a EDF, cuyo tipo básico es actualmente de alrededor de 14 céntimos con IVA incluido.

Tenga en cuenta, sin embargo, que el cálculo es válido para una instalación situada en una zona soleada. Además, este LCOE (por "coste nivelado de la energía") de 8 céntimos no tiene en cuenta la intermitencia de su producción de electricidad (usted sólo produce durante el día). "Pero sí corresponde a un precio de coste actualizado para la energía, teniendo en cuenta cualquier variación en su eficiencia, a lo largo de los 25 años de vida del equipo", dice Jérôme Mouterde.

Hasta 1.200 euros de crédito fiscal
¿Cuánto cuesta esta instalación? Para 6 paneles híbridos que cubren una superficie de unos 10 metros cuadrados, cuente con unos 8.000 euros. Una inversión significativa que, sin embargo, puede financiarse en parte mediante subvenciones. Servicios Anah, certificados de ahorro energético, IVA reducido.... Pero también un bono de autoconsumo de 390 euros por kW de paneles instalados (sabiendo que 1 panel DualSun Spring corresponde a 280 W). Por último, aunque la energía fotovoltaica ya no se beneficia del Crédito Fiscal para la Transición Energética (Cite), la ventaja fiscal se ha ajustado para cubrir las tecnologías térmicas y, por lo tanto, los dispositivos solares híbridos. La bonificación asciende al 30% de las cantidades comprometidas, hasta un máximo de 4.000 € de gastos subvencionables. Un crédito fiscal máximo de 1.200 euros.

Fuente y video original:
https://www.capital.fr/immobilier/dualsun-ce-panneau-solaire-revolutionnaire-promet-25-ans-deconomies-denergie-1336825
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Uttana
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Re: Notas sobre Energías Renovables

Mensajepor Uttana » 10 May 2019 10:26 am










BBC Horizon –El experimento para salvar el mundo ......... doc. 2005

En marzo de 2002, el mundo científico fue sacudido por noticias asombrosas: un científico distinguido del gobierno de los EEUU afirmó que él había hecho la fusión nuclear a partir de ondas acústicas en su laboratorio.

El avance de Rusi Taleyarkhan fue tan importante porque la fusión nuclear es uno de los procesos científicos más difíciles, y también uno de los más codiciados. Podría resolver todos nuestros problemas de energía para siempre. En principio, existe suficiente combustible en la Tierra para proporcionar energía limpia y libre de contaminación para miles de millones de personas durante millones de años.

Para que esto suceda, los átomos individuales deben ser golpeados uno con el otro con suficiente energía para hacer que se fusionen, algo que requiere temperaturas que sólo se encuentran en el núcleo de estrellas como nuestro Sol, o sea más de 10 millones de grados Kelvin. La idea de que estas temperaturas se habían alcanzado en un laboratorio a pequeña escala utilizando sólo ondas sonoras tomó a muchos científicos por sorpresa. Para ellos, los proyectos de fusión eran gigantescos programas intergubernamentales de miles de millones con el objetivo lejano de producir energía en varias décadas.

La fusión de Taleyarkhan se basó en un proceso poco conocido llamado sonoluminiscencia. Es un proceso que transforma como mágicamente las ondas de sonido en destellos de luz, enfocando la energía del sonido en un pequeño punto intermitente dentro de una burbuja. Se le ha llamado; la estrella en un pomo.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=0CN1gAu1Hys

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Re: Notas sobre Energías Renovables

Mensajepor Fermat » 11 May 2019 7:55 am

Se agradecen las colaboraciones!

Este es el panel solar más ahorrativo del mundo.
Christina Benjaminsen, 30.04.19

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El investigador de SINTEF Martin Bellmann con el nuevo panel solar. Sostiene una pieza del nuevo material del crisol, hecho de "aserrín" de láminas de silicona. Ambos son resultados concretos del proyecto de la UE ECO Solar. Foto: Thor Nielsen

El ambicioso objetivo de los investigadores era reducir la huella ecológica del panel solar en un 40 por ciento. Ahora han superado sus propias ambiciones.

El investigador y jefe del proyecto Martin Bellman en SINTEF se place en mostrar el panel creado a través de una amplia cooperación de investigación con diez socios de la industria y la investigación en toda Europa.

El panel es el resultado del proyecto de tres años ECO solar y merece el nombre de económico.

Compuesto de varios materiales
La idea de los investigadores del proyecto era trabajar sistemáticamente para ver si podían reducir el consumo de los diversos recursos en cada etapa de producción, manteniendo la calidad del producto.

El motivo es que un panel solar se compone de siete materiales diferentes, muchos de ellos caros: argón, cerámica, plata, silicio, aluminio, agua desionizada (super pura) y un polímero orgánico.

Para ésto se utlizan los materiales:

El argón se utiliza para eliminar los contaminantes que se producen durante la producción de lingotes.
Los cerámicos se utilizan como crisoles para la fusión de geles de silicona.
La plata es una parte importante de los componentes electrónicos de la célula solar.
El agua súper pura se utiliza para limpieza de materiales en una serie de procesos
El aluminio se utiliza en el marco del panel solar.
Las sustancias orgánicas (polímeros) se utilizan para laminar las celdas solares.
El silicio se convierte en obleas finas (rebanadas) en las celdas solares.


"Podemos concluir que hemos reducido la huella ecológica de la producción hasta en un 45 por ciento", dice el investigador Bellman de SINTEF. Si construímos que incluya todas las innovaciones de producción, el costo también sería un nueve por ciento menor.

Además, los investigadores han desarrollado un concepto de modulo que permite desmontar y reutilizar los componentes principales del panel solar. Como parte de ese trabajo, el equipo ha desarrollado una herramienta especialmente diseñada y automatizada.

En total, las innovaciones a lo largo de la cadena de valor han reducido la huella ecológica (impacto ambiental total) de la producción de células solares hasta en un 45 por ciento. Al mismo tiempo, el costo de producción se redujo un nueve por ciento, sin comprometer el rendimiento de la de la célula solar, mientras que la huella de carbono se redujo en un 20 por ciento.

Consumo de recursos de un panel multicristalino con 60 celdas solares:
[img]https://1jv6g9n0pik3nvjug2t92dlh-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2019/04/eco-solar-gemini-mc-si-module-1000x737.jpg
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El gráfico muestra el ahorro de varios materiales importantes para la producción de celdas solares. La barra azul muestra el consumo actual, la naranja muestra los objetivos de los investigadores y la verde muestra el consumo obtenido utilizando el concepto ECO-Solar. Ilustración del proyecto.

Gas noble reciclado
Una parte central de la producción de celdas solares es producir cristales de silicio, sea por el llamado dibujo de cristal para producir silicio monocristalino, o por medio de la solidificación para producer silicio multicristalino. El silicio es la materia prima de las llamadas láminas, el núcleo efectivo de la celda solar.

En ambos procesos el gas noble argón se emplea como agente de limpieza para eliminar contaminantes generados en los procesos de producción a altas temperaturas. Al final, el gas es un residuo industrial. Pero los investigadores han hecho algo al respecto:
- Lo que hicimos fue crear un proceso que, a través de la combustión química, limpia el gas argón usado para que pueda reutilizarse.

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Contribución de cada innovación a la reducción de la huella ecológica y costos: en conjunto, todas las innovaciones a lo largo de producción han reducido la huella ecológica (impacto ambiental total) de la producción de celdas solares en un 45 por ciento. Al mismo tiempo, el costo se redujo en un nueve por ciento, sin comprometer rendimiento de la celda solar, y la huella de carbono se redujo un 20 por ciento.

Desarrollo de un "doctor (de celda) solar"
En la producción, algunas celdas solares contienen defectos eléctricos o simplemente no califican para colocarse en los paneles. Los investigadores han desarrollado un robot "médico de celdas solares" que utiliza la IA (aprendizaje automático, visión artificial) para detectar defectos y repararlos. Como resultado, fue posible reducir a la mitad la cantidad de celdas dañadas.

Los investigadores noruegos se han enfocado en la reutilización de materiales. Un costo relativamente alto en la producción de celdas solares es el crisol (cerámico)-ver la foto). En los laboratorios de SINTEF, se ha desarrollado un material con nuevas propiedades y más vida útil: en vez de un solo uso, ahora puede reutilizarse.

- Junto con los ingenieros noruegos del fabricante de crisoles Steuler Solar, hemos probado un nuevo material que reemplaza el cuarzo (SiO2) con nitruro de silicio (Si3N4). Esto ha significado que los crisoles pueden usarse varias veces, en vez de una sola vez. Aún no sabemos cuántos ciclos de uso tiene, pero la reutilización de un recurso tan importante es una importante contribución a la economía circular en este aspecto, dice el investigador Martin Bellmann,

Se desperdicia un 45 por ciento (de material)
Como se mencionó anteriormente, las llamadas láminas (ver recuadro abajo) son el núcleo de la celda solar y la "planta de energía".



Sin embargo, hay un gran desperdicio de material: cuando se asierran las láminas como finas rebanadas de silicio, se pierde un total del 45 por ciento como polvo de silicio que se deposita en la basura. Los investigadores han desarrollado un método que hace posible utilizar el polvo como nueva materia prima.

- Primero limpiamos el "aserrín" de silicio y luego se funde como materia prima de silicio. Además, este polvo puede utilizarse como materia prima cuando fabricamos crisoles de nitrito de silicio reutilizables. El material también se puede utilizar en ánodos en baterías de litio debido a sus propiedades (tamaño de grano pequeño y alta pureza), explica Martin Bellmann.

Datos sobre la producción de láminas:
La cristalogénesis es un proceso industrial en el que un pequeño cristal silicio monocristalino, se introduce en un horno, donde por medio de calor, tiempo y presión, el cristal se expande en lo que se llama un proceso de cristalización, para convertirse en un lingote de varios metros de largo. Esto se divide en rodajas finas, láminas, que son la base de celdas solares altamente eficientes. Fuente: SINTEF

El segundo método consiste en fabricar el llamado silicio multicristalino fundiendo el silicio en el llamado crisol para obtener la materia prima correspondiente. Sin embargo, el silicio monocristalino es más efectivo. "
https://es.wikipedia.org/wiki/Oblea_(electrónica)

Reutilización, aumento de vida y más reutilización.
Con un gran aumento mundial esperado en el uso de celdas solares, en parte debido a los precios más bajos y al aumento de la población en las ciudades, también hay una mayor conciencia de la reutilización de paneles solares viejos y obsoletos.

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La investigadora Birgit Ryningen en SINTEF muestra un llamado lingote: un monocristal de silicio que pronto se dividirá en rodajas. Los discos se convierten en la materia prima de las láminas (celdas), la planta de energía real en una celda solar. Foto: SINTEF

- En 2050, se espera que el 25 por ciento de las necesidades energéticas del mundo estén cubiertas por energía solar, dice Bellmann.

Esto equivale a 30 mil millones de paneles solares instalados. Se almacenarán 600 millones de toneladas de materiales en paneles solares, por un valor de 1,5 billones de dólares. Por tanto, el nuevo panel solar está especialmente diseñado para el reciclaje de materiales.

- Hoy en día es bastante difícil reutilizar los materiales valiosos de un panel solar. Un desafío particular es separar el vidrio, el polímero orgánico, el silicio y la plata de los paneles solares. Por lo tanto, hemos desarrollado un nuevo diseño que permite desmontar el panel sin destruir los componentes individuales, explica el investigador.

Esto lo ha result el equipo ECO-solar insertando celdas solares entre dos placas de vidrio para luego extraer aire para que ambas placas se mantengan juntas por succión. Luego los bordes del panel se sellan con un polímero orgánico.

- ¿Esto no hace que el panel solar sea más vulnerable al viento y al clima y tenga una vida útil más corta?
No, el método está certificado y los paneles solares son similares y quizás más robustos que los paneles tradicionales, responde Bellmann.

Ha llamado la atención en Estados Unidos.
Los buenos resultados han atraído la atención internacional y, por lo tanto, la fundación 1000 Solutions invita a los investigadores que están detrás del proyecto a participar en un concurso de innovación.

La fundación está trabajando para promover soluciones de energía nuevas y sostenibles. Las soluciones promovidas a través de ellos obtienen su propia "etiqueta ecológica". Si los investigadores pasan la prueba de 100 Soluciones, viajarán a los EE. UU. para presentar la tecnología a los posibles inversores.

- Nuestros resultados también son muy relevantes para la iniciativa de la UE "Iniciativa de etiqueta ecológica". En la práctica, significa que los productores de energía solar europeos preferirán los paneles solares producidos con la menor huella ambiental posible. Los productos fabricados con principios de economía circular deben ser reutilizables, reparables y reciclables, requisitos que cumplen los paneles ECO-Solar. Por lo tanto, creemos que las soluciones que hemos desarrollado son importantes contribuciones a una industria de energía solar sostenible y orientada hacia el futuro en Europa ”, dice Bellmann.

Los investigadores han analizado estos desafíos ambientales en el proyecto:
(a) Durante la producción de cristales de silicio, se utiliza argón de alta pureza como gas de purga para eliminar las impurezas del horno. En la producción de cristales de silicio correspondientes a 1 GWp (GWp = Un millón de kilovatios / hora producidos a partir de energía solar), se consumen entre 3 y 5 millones de m³ de argón. Aunque la contaminación es baja, el argón se libera en el aire después de pasar por el horno.
(b) Crisoles basados en silicio para fundir y solidificar el silicio se quiebran durante el enfriamiento y se emplean una sola vez. Actualmente se están enviando crisoles viejos a la basura.
(c) El 90 por ciento del polisilicio producido en todo el mundo se utiliza en la industria fotovoltaica, pero solo el 45 por ciento se convierte en paneles solares. El resto se pierde al cortar bloques y láminas.
(d) Durante la producción de celdas fotovoltaicas, se llevan a cabo varios procesos húmedos de grabado químico y limpieza, con gran impacto en la huella ambiental.
(e) La plata, que se usa para hacer contactos y superficies de soldadura en celdas solares, es el consumible más caro en la fabricación de celdas solares. Por lo tanto, los fabricantes de celdas solares se esfuerzan en reducir el consumo total de plata. La proporción de plata utilizada en equipos fotovoltaicos es el 10 por ciento del mercado para el metal.
(f) Un pequeño porcentaje de celdas solares terminadas (2 por ciento) tiene defectos eléctricos, y un 4 por ciento adicional, que inicialmente se fabrica como un producto premium, contiene defectos menores de fabricación y, por lo tanto, no se puede utilizar en el ensamblaje de módulos.
(g) En los paneles solares, todos los componentes están compuestos por laminación y soldadura. El reciclaje es solamente posible a través de procesos destructivos que dan como resultado materiales de menor calidad en forma de partículas pequeñas. Los módulos fotovoltaicos existentes también contienen grandes cantidades de materiales orgánicos (EVA para encapsulación, PVF en placas posteriores) y aluminio en marcos.


https://www.abcnyheter.no/nyheter/norge/2019/05/05/195573990/dette-er-verdens-gjerrigste-solcellepanel
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Re: Notas sobre Energías Renovables

Mensajepor Fermat » 18 May 2019 9:37 am

Magment desarrolla un hormigón magnético que permite la recarga inductiva y dinámica de coches eléctricos
José A. Roca, 21/09/18

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La empresa alemana Magment, especialista en diseño y desarrollo de hormigones y asfaltos para diferentes aplicaciones, ha desarrollado un hormigón magnetizable que permite recargar un vehículo eléctrico tanto de forma estática como dinámica, manteniendo las propiedades físicas necesarias para la circulación de vehículos. La empresa, con sede en Múnich y fundada en 2015, ha recibido recientemente el premio German Innovation Award 2018 por su alta robustez y eficiencia eléctrica.

La capa de hormigón magnetizable incorpora en su interior partículas de ferrita recicladas procedentes de residuos electrónicos. Hace las veces de una bobina eléctrica primaria, conductora, en la que se puede introducir una corriente eléctrica y crear un campo magnético que activa la bobina secundaria que iría situada en el vehículo eléctrico que circula sobre la carretera. La capa superior, de hormigón convencional o de asfalto, protege el módulo eléctrico del desgaste y de las inclemencias del tiempo.

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La empresa asegura que este material cuenta con varias ventajas respecto a otro tipo de infraestructuras presentadas para implementar carga dinámica e inductiva en las carreteras. La primera es que el coste de instalación es muy económico puesto que se realiza con los métodos convencionales de construcción de las carreteras. El material, al ser reciclado y contar en su composición química con metales muy abundantes, tampoco obliga a un sobrecoste excesivo.

Por otro lado, exige un mantenimiento similar al de las carreteras convencionales y puede tener una duración de más de 20 años ya que la capa magnética está protegida por una capa de hormigón o asfalto convencional. Además, evita el vandalismo ya que todo el sistema puede ir enterrado.

Este hormigón magnético puede ser situado además bajo el pavimento de zonas de aparcamiento permitiendo la recarga estática, vinculada o de oportunidad, sin necesidad de instalar puntos de recarga en superficie.

Actualmente la empresa cuenta con varios proyectos piloto en los que se pondrá a prueba este nuevo material. Uno de ellos se está poniendo en marcha en la localidad finlandesa de Salo para la recarga de los autobuses eléctricos de una de sus líneas de transporte de pasajeros. Además, cuenta con otros tres proyectos que se están poniendo en marcha, uno de ellos en la ciudad china de Changzhou y otros dos en Alemania, en el Campus de la Euref, en Berlín, y en el Campus GreenTec al norte del país, cerca de la frontera con Dinamarca.

https://elperiodicodelaenergia.com/magment-desarrolla-un-hormigon-magnetico-que-permite-la-recarga-inductiva-y-dinamica-de-coches-electricos/
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Re: Notas sobre Energías Renovables

Mensajepor Fermat » 18 May 2019 9:47 am

Clean fuel cells could be cheap enough to replace gas engines in vehicles
Waterloo News, Thursday, May 9, 2019

Advancements in zero-emission fuel cells could make the technology cheap enough to replace traditional gasoline engines in vehicles, according to researchers at the University of Waterloo.

The researchers have developed a new fuel cell that lasts at least 10 times longer than current technology, an improvement that would make them economically practical, if mass-produced, to power vehicles with electricity.

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Xianguo Li with a fuel cell in his lab.

“With our design approach, the cost could be comparable or even cheaper than gasoline engines,” said Xianguo Li, director of the Fuel Cell and Green Energy Lab at Waterloo. “The future is very bright. This is clean energy that could boom.”

Researchers initially concentrated on hybrid vehicles, which now have gas engines as well as batteries due to issues involving limited driving range and long charging times.

Existing fuel cells could theoretically replace those gas engines, which power generators to recharge batteries while hybrid vehicles are in operation, but are impractical because they are too expensive.

The researchers solved that problem with a design that makes fuel cells far more durable by delivering a constant, rather than fluctuating, amount of electricity.

That means the cells, which produce electricity from the chemical reaction when hydrogen and oxygen are combined to make water, can be far simpler and therefore far cheaper.

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Xianguo Li with a fuel cell test vehicle in his lab.

“We have found a way to lower costs and still satisfy durability and performance expectations,” said Li, a professor of mechanical and mechatronics engineering. “We’re meeting economic targets while providing zero emissions for a transportation application.”

Researchers hope the introduction of fuel cells in hybrid vehicles will lead to mass production and lower unit costs. That could pave the way for the replacement of both batteries and gas engines entirely by providing an affordable, safe, dependable, clean source of electrical power.

“This is a good first step, a transition to what could be the answer to the internal combustion engine and the enormous environmental harm it does,” said Li.

Li collaborated with lead researcher Hongtao Zhang, a former post-doctoral fellow, Waterloo mathematics professor Xinzhi Liu and Jinyue Yan, an energy expert and professor in Sweden.

A paper on their work, Enhancing fuel cell durability for fuel cell plug-in hybrid electric vehicles through strategic power management, appears in the journal Applied Energy (Nota: Por subscripción)

For more information about engineering research at the University of Waterloo, please visit: https://uwaterloo.ca/waterloo-engineering-research/

https://uwaterloo.ca/news/news/clean-fuel-cells-could-be-cheap-enough-replace-gas-engines
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Re: Notas sobre Energías Renovables

Mensajepor Fermat » 25 May 2019 6:42 am

Researchers Produce Liquid Fuel from CO2 Through Artificial Photosynthesis
Written by AZoCleantech, May 23 2019

Chemists from the University of Illinois have been successful in producing fuels using carbon dioxide, water, and visible light by artificial photosynthesis.

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Jain, left, and Yu performing artificial photosynthesis experiments using green light. (Image credit: Fred Zwicky)

The conversion of carbon dioxide into more complex molecules such as propane has now taken green energy technology closer to the use of additional CO2 to store solar energy—in the form of chemical bonds—for use when there is no sunshine and during peak demand.

Plants use sunlight to steer chemical reactions between CO2 and water to produce and store solar energy in the form of energy-dense glucose. As part of the new study, the scientists created an artificial process that can use the same green light portion of the visible light spectrum used by plants during natural photosynthesis to transform water and CO2 into fuel, combined with electron-rich gold nanoparticles acting as a catalyst. The outcomes of the new study have been published in Nature Communications.

The goal here is to produce complex, liquefiable hydrocarbons from excess CO2 and other sustainable resources such as sunlight. Liquid fuels are ideal because they are easier, safer and more economical to transport than gas and, because they are made from long-chain molecules, contain more bonds—meaning they pack energy more densely.
Prashant Jain, Chemistry Professor, University of Illinois


He is also the coauthor of the study.

In Jain’s laboratory, Sungju Yu, first author of the study and a postdoctoral researcher, used metal catalysts for the absorption of green light and transfer of protons and electrons required for the chemical reactions between water and CO2—performing the role of the pigment chlorophyll in the natural photosynthesis.

According to Jain, gold nanoparticles, in particular, perform well as a catalyst since their surfaces show great interaction with the molecules of CO2, have the potential to absorb light, and do not disintegrate or degrade like other metals that can easily become dull.

The energy stored in the hydrocarbon fuel bonds is released in many ways. Jain stated that, however, the simple conventional combustion method results in the production of more CO2—which is counterproductive to the understanding of collection and storage of solar energy in the first place.

There are other, more unconventional potential uses from the hydrocarbons created from this process. They could be used to power fuel cells for producing electrical current and voltage. There are labs across the world trying to figure out how the hydrocarbon-to-electricity conversion can be conducted efficiently.
Prashant Jain, Chemistry Professor, University of Illinois


Although the CO2-to-liquid fuel development might bring excitement to green energy technology, the scientists agree that Jain’s artificial photosynthesis process is not as efficient as it is in plants.

We need to learn how to tune the catalyst to increase the efficiency of the chemical reactions. Then we can start the hard work of determining how to go about scaling up the process. And, like any unconventional energy technology, there will be many economic feasibility questions to be answered, as well.
Prashant Jain, Chemistry Professor, University of Illinois


This work was supported by the Energy and Biosciences Institute through the EBI-Shell program.

https://www.azocleantech.com/news.aspx?newsID=26324
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