Logran recolectar energía de las gotas de lluvia

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En la Universidad Tsinghua, en China trabajan en una forma completamente distinta de conseguir energía renovable.

Aprovechan la tecnología de los paneles solares para recolectar energía de las gotas de lluvia.

¿Energía con gotas? Así es. Cuando caen del cielo, las gotas de lluvia pueden producir una pequeña cantidad de energía que, aprovechada de la forma adecuada, se transforma en electricidad.

“Contienen abundante energía renovable, cinética y electrostática“, explica Zong Li, profesor de la Universidad de Tsingua en Shenzen.

A su modo es una “versión a pequeña escala” de la hidroeléctrica, que aprovecha la velocidad del agua para producir energía cinética y luego, con ayuda de una turbina y un generador, convertirla en mecánica y finalmente en electricidad.

Aunque los científicos han pensado formas de generar energía limpia y renovable con esas gotas caídas del cielo, no lo han tenido fácil.

Y por una razón muy sencilla. Si bien han logrado ya algunos avances, el desafío sigue siendo su desarrollo a gran escala.

“Su aprovechamiento es un tema de investigación candente”, señalan.

Los científicos disponen ya de un dispositivo, conocido como nanogenerador triboeléctrico, TENG, por sus siglas en inglés, que puede recolectar energía de las gotas de lluvia con éxito.

¿Cómo? Con “electrificación por contacto líquido-sólido”, tecnología que también sirve para aprovechar la energía de las olas y otras formas de generación triboeléctrica, que suele obtenerse gracias al roce entre dos superficies.

Hasta ahí todo perfecto. El problema llega cuando se usan TENG basados en gotas (D-TENG). Y es así por sus limitaciones técnicas.

“Aunque los D-TENG tienen una potencia de salida instantánea muy alta, sigue siendo difícil que uno solo suministre energía continuamente a equipos eléctricos de nivel de megavatio.

Resulta muy importante lograr la utilización simultánea de varios D-TENG”, explica Li.

Fácil decirlo, no tanto llevarlo a la práctica. Cuando se conectan varios D-TENG se produce un acoplamiento entre el electrodo superior e inferior de los paneles, un efeto involuntario que reduce la potencia de salida.

“Cuando se recoge la energía de gotas de lluvia densas en lugar de una sola se necesita una estructura más racional para eliminar la influencia mutua de las unidades de generación individuales“, explican los investigadores chinos, y su solución: un generador de matriz de puente (BAG) “similar a un panel solar”.

Con una matriz de electrodos inferiores y una estructura de reflujo de puente, los BAG aspiran a “minimizar la brusca caída” de potencia de salida en dispositivos de energía a gran escala. Y no les ha ido mal.

Cuando el área de captación para gotas es de 15×15 cm2, la potencia pico de salida de los BAG alcanza 200 W/m2, “lo que resulta notable para allanar un posible enfoque industrial“, reivindican.

Al exponer su trabajo, Li y sus colegas recalcan que su generador (BAG) es “similar a un panel solar“.

“Adoptan el electrodo inferior de la matriz (ALE) y el generador de matriz del puente para que cada unidad de generación de energía sea independiente entre sí, así como eliminar la influencia de los electrodos, lo que hace que la potencia de salida de los D-TENG a gran escala siga siendo alta e independiente del tamaño“.

El equipo chino se muestra convencido de que sus resultados podrían despejar el camino para lograr un aprovechamiento de las gotas de lluvia “a gran escala“.

Con un dispositivo de 15×15 cm2 su diseño ha alcanzado una potencia máxima de salida cinco veces superior.

“Haciendo referencia al diseño de los paneles solares en los que se conectan en paralelo varias unidades de generación para abastecer la carga, proponemos un método sencillo y eficaz para la captación de energía de las gotas de lluvia”, añade el profesor de la Universidad de Tsinghua en Shenzhen.

Fuente: IEEE Xplore