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El Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (ISE) presenta dos techos de automóviles solares en el stand conjunto de Fraunhofer Gesellschaft
Artículo Innovation Origins de Almut Otto: El Salón Internacional del Automóvil (IAA) tendrá lugar en Frankfurt del 12 al 22 de septiembre. La mayor parte girará en torno a la movilidad del futuro. Además de la gama de vehículos eléctricos de carga automática, Fraunhofer ISE ahora también está poniendo en juego el tema de la óptica: el Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (ISE) presenta el techo solar de automóviles en el stand conjunto de Fraunhofer Gesellschaft ( Pabellón 4.1, Stand C 12). Lo que los hace tan especiales es su colorido diseño.
Hace dos años, los científicos de Fraunhofer desarrollaron un recubrimiento de vidrio Morpho-Color®. Originalmente estaba destinado a edificios. Pero ahora ISE fue un paso más allá y construyó paneles de colores para superficies curvas como los techos de los automóviles.
“Para lograr un suministro de energía libre de CO2 en todos los sectores, debemos hacer progresos sustanciales con respecto a la expansión de la energía fotovoltaica, incluso más allá de los techos de las casas y los espacios abiertos. Los módulos solares se integrarán aún más en nuestro entorno ya construido en el futuro, por ejemplo, en vehículos «, explica el Dr. Andreas Bett, Director de Fraunhofer ISE.
Los investigadores de Friburgo están utilizando cableado de tejas para integrar la energía fotovoltaica en los techos solares. Las células solares de silicio monocristalino están dispuestas para que se superpongan. Luego se pegan con un adhesivo conductor. Como resultado, se evitan las superficies inactivas causadas por espacios entre las células. En consecuencia, la superficie del módulo se puede utilizar para generar electricidad al máximo.
Contempla las alas de la mariposa Morpho
Otra característica especial del techo solar: las células solares están completamente ocultas por un revestimiento de un solo color y, por lo tanto, son invisibles. La pérdida de eficiencia debido al recubrimiento de vidrio Morpho-Color® es en términos relativos de solo siete por ciento. El efecto de color se modeló en las alas azules brillantes de la mariposa Morpho. La estructura de superficie única en forma de escala garantiza un alto nivel de saturación de color combinado con ángulos visuales buenos y estables. El Dr. Martin Heinrich, Jefe de PV para Movilidad en Fraunhofer ISE, explica: «La gama de colores es casi infinita».
El techo tiene una apariencia general homogénea y estética como resultado de la gama de colores en todos los colores espectrales. Además, las pérdidas de resistencia más bajas, la ausencia de sombreado de los conectores de células superpuestas y una tolerancia particularmente alta para el sombreado aseguran una eficiencia del módulo que es hasta un dos por ciento más alta que la de los módulos solares convencionales.
Con una potencia nominal de alrededor de 210 W / m², se espera que el techo de un automóvil eléctrico de gama media suministre electricidad durante unos diez km en un día soleado. Eso significaría un rango extendido de vehículos de alrededor del 10 por ciento o una reducción correspondiente en el consumo de combustible durante un período de un año. Este cálculo se basa en la ganancia de energía (sin sombra) de la luz solar en Friburgo de Brisgovia, un consumo de automóvil eléctrico de 17 kWh por 100 km y un kilometraje anual de 15,000 km. Este polar solar sería útil también para los consumidores que normalmente limitarían el alcance de un vehículo eléctrico (por ejemplo, debido al aire acondicionado, la calefacción). Fraunhofer ISE ve el potencial de la investigación en la integración de la energía fotovoltaica en otras superficies de vehículos.
Según Heinrich, el proyecto se encuentra en su primera etapa de desarrollo. En el futuro, se llevarán a cabo investigaciones para lograr, por ejemplo la matriz solar para el motor y la parte trasera, lo que aumentaría aún más el alcance. Y en un paso más, se podría considerar instalar también los paneles en los costados de los automóviles. Sin embargo, esto no sería fácil de implementar debido a las estrictas normas de seguridad.
Las áreas de aplicación van desde automóviles hasta aviones y construcción naval.
La matriz de células solares desarrollada por ISE está laminada en una laminadora de aluminio entre los paneles de vidrio de un techo panorámico curvo esférico para automóviles disponible comercialmente. El proceso de laminación también se puede realizar en una laminadora convencional utilizando un molde especialmente fabricado.
La funcionalidad del techo solar coincide con la de un techo de automóvil de metal estándar: las células solares convierten la luz solar entrante en electricidad. Esto también ayuda a reducir el sobrecalentamiento en el automóvil. El voltaje del módulo es más alto que con un módulo convencional debido a la configuración de tejas. Además, es más fácil transformarlo al voltaje de la batería. Las celdas de tejas unidas también pueden hacer frente a las altas tensiones térmicas y mecánicas en las rutas de tráfico.
Fraunhofer ISE ya ha investigado el potencial sin explotar que permanece latente en los techos de los vehículos, en cooperación con varias empresas de transporte en una campaña de encuestas 2016-2017. Seis camiones estaban equipados con sensores de luz solar y temperatura junto con GPS. Sus rutas se registraron en el este de los Estados Unidos, así como en el centro y sur de Europa. Para Europa, los investigadores determinaron 5000-7000 kilovatios hora de potencial de generación de energía anual en el techo de un camión típico. Esto es equivalente a un kilometraje de 5000-7000 kilómetros. Como parte del proyecto propuesto de Ciencia Ciudadana «PV2Go», los científicos de Fraunhofer ISE quieren determinar el potencial de energía solar para automóviles con el apoyo de los propietarios de automóviles interesados.
Heinrich también ve un mayor potencial para los módulos en aviones, drones y construcción naval.
El primero de estos techos solares podría entrar en producción en serie a fines del próximo año. El recargo por las células solares actualmente en uso no debe ser mucho más costoso que un techo panorámico.
Source: IAA 2019 and Innovation Origins
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