¿Pueden los paneles solares fotovoltaicos tener diferentes colores?
¿Está pensando en instalar paneles solares pero le preocupa que los paneles solares azul marino no combinen con la combinación de colores de su techo? ¡No te preocupes más! Hoy en día existen paneles fotovoltaicos en una amplia gama de colores para uso integrado en edificios. Por supuesto, cada opción tiene diferentes calidades y propiedades. Algunos paneles fotovoltaicos de colores tendrán un rendimiento mayor que otros, pero pueden tener otras limitaciones, como la cantidad de colores disponibles o el brillo de los colores.
¿Por qué los paneles fotovoltaicos son generalmente oscuros?
"Puedes tener cualquier color, siempre que sea negro". Esa frase de Henry Ford (ciertamente una paráfrasis de la versión original un poco menos concisa y más centrada en el automóvil) fue parte de su estrategia para hacer que el Modelo T fuera accesible a las masas, citando la durabilidad y el bajo costo del negro.
Incluso los mejores paneles solares obedecen la regla de Ford, y sus colores suelen variar del negro al azul muy oscuro. Estos colores más oscuros son necesarios para maximizar la eficiencia de los paneles. Normalmente, los paneles solares de consumo sólo pueden absorber menos de una cuarta parte de los rayos del sol. Los paneles solares más coloridos (verdes, por ejemplo, o amarillos) consumen aún menos energía, lo que hace que ese trabajo de pintura sea terriblemente caro a largo plazo.
Después de todo, el negro puede estar bien para algunos techos solares, pero desbloquear todo el potencial de los paneles significa darles toda la gama de colores necesarios para mezclarse con el entorno más amplio. Entonces los investigadores crearon paneles que pueden cambiar de color sin sacrificar la eficiencia.
En lugar de utilizar tintes o recubrimientos como los paneles de color disponibles comercialmente (y terriblemente ineficientes), estos nuevos paneles creados por investigadores del instituto holandés AMOLF están cubiertos por densas redes de cilindros de silicio, cada uno de menos de una millonésima de metro de ancho.
Estos cilindros utilizan resonancia electromagnética para cambiar la longitud de onda de la luz que dispersan, lo cual es una forma elegante de decir que cambian de color a lo que quieras. Los investigadores primero trabajaron en paneles verdes y todo lo que necesitan hacer es repetir el truco con los paneles azul y rojo para cada otro color que se creará.
La pérdida de eficiencia es mínima en comparación con un panel sin modificar, sólo alrededor del dos por ciento. Y a diferencia de los paneles de colores actuales, que cambiarán drásticamente su apariencia según el ángulo desde el que los mires, un panel verde que utilice este nuevo método aparecerá verde sin importar dónde estés. Esto significa que estos paneles se integrarían mucho mejor en un jardín.
Ventajas del panel solar fotovoltaico colorido
Las ventajas de los paneles solares de colores están relacionadas principalmente con la estética. Muchas personas encuentran feo el aspecto general de los paneles solares tradicionales y, por tanto, se resisten a instalarlos en sus tejados. Es posible que los arquitectos, en particular, no quieran incluirlos en sus diseños de nuevos edificios.
El problema es aún mayor en el caso de los edificios históricos cuando el exterior del edificio forma parte de su patrimonio cultural. La visibilidad y los valores del patrimonio cultural son factores importantes a considerar. Una de las razones de las objeciones de la gente a la instalación de paneles solares en los tejados de los edificios históricos es el impacto visual.
Un estudio sueco sugiere que se pueden instalar sistemas fotovoltaicos en los tejados de edificios históricos, si el sistema solar se puede integrar bien con los tejados sin dañar la arquitectura del edificio. En el caso de los módulos solares convencionales de color azul o negro, para las instalaciones solares sólo se debe tener en cuenta el espacio del tejado que sea invisible desde el nivel de la calle.
Esto debería minimizar el impacto visual sobre los observadores de ciertos edificios históricos. Sin embargo, los paneles solares con revestimientos de diferentes colores pueden coincidir con el color de los azulejos circundantes de los edificios históricos. Por tanto, con paneles fotovoltaicos de colores se aumenta el espacio en tejado para instalaciones solares, a la vez que se disminuye el impacto visual.
Dependiendo de la tecnología de color elegida, los módulos solares de colores pueden integrarse en el diseño general de un edificio. Por otro lado, también se pueden hacer divertidos y creativos. De esta manera, todos pueden encontrar un sabor de panel solar con el que puedan vivir e incluso disfrutar.
Hoy en día es posible imprimir imágenes o diseños en paneles solares. En este caso, los paneles fotovoltaicos se pueden utilizar para mostrar la marca de la empresa, publicidad o simplemente para hacer que su edificio luzca mucho más bonito.
Consecuencias de los paneles solares de colores
La ciencia solar es tal que los materiales más negros absorben la mayor cantidad de luz solar y, por lo tanto, son los mejores para la generación de energía fotovoltaica. Cuando agregamos color a un panel solar, se vuelve menos eficiente por definición.
La desventaja de los módulos de color es que su rendimiento es ligeramente menos eficiente que el de los módulos mono-Si tradicionales, es decir, paneles de silicio monocristalino (que aparecen en negro), debido a la capa de revestimiento de color adicional sobre el vidrio.
Algunas tecnologías son mejores que otras a la hora de transmitir la luz solar a través de capas de colores. Cada tecnología tiene diferentes eficiencias y, a menudo, los diferentes colores dentro de una tecnología también tendrán potencias nominales que varían de un color a otro.
Aunque los paneles solares de colores generan menos energía que los paneles solares incoloros, los módulos de colores son simplemente más agradables a la vista. Esto significa que podemos ver los módulos fotovoltaicos de colores instalados en lugares donde de otro modo no quisiéramos que se vieran, como en las fachadas de los edificios.
En este tipo de aplicaciones BIPV (Building Integrated Photovoltaics), los paneles solares de colores reemplazan a los materiales de construcción tradicionales. Además, incluso podría utilizar la impresión de patrones para crear una fachada que parezca mármol pero que en realidad sea una fachada solar que produce energía.
Cómo los diferentes colores (y distancias) afectan el voltaje de salida
Para comprender mejor cómo funcionan los paneles solares de colores, debemos comprender cómo los diferentes factores en juego afectan su rendimiento. Nos centramos en diferentes filtros de luz y fuentes de luz colocados a diferentes distancias. Diferentes colores de luz tienen diferentes longitudes de onda, razón por la cual se produjeron diferentes cantidades de voltajes con diferentes colores.
El voltaje medido versus el color del filtro contradice algunas de nuestras opiniones originales sobre la correlación entre los dos. Lo que necesitamos saber es que diferentes longitudes de onda tienen diferentes niveles de energía, las longitudes de onda que son demasiado cortas pasarán a través de una célula solar, pero las longitudes de onda que son demasiado largas no tendrán suficiente energía para "excitar" los electrones de la célula solar para producir energía. .
Lo que esperábamos era que longitudes de onda más cortas produjeran más energía, ya que tienen más energía, pero el resultado fue todo lo contrario. A partir de nuestros resultados hemos determinado que el mejor color de filtro es entre amarillo y rojo, por lo tanto una longitud de onda entre 600 nm y 700 nm.
De hecho, cuanto mayor es la longitud de onda, menor es el voltaje producido porque las longitudes de onda se vuelven demasiado grandes para alimentar la célula solar. Según los datos recopilados, ningún filtro de color es realmente inferior al filtro de color amarillo, lo cual es sorprendente porque esperaríamos que la luz blanca produjera más energía porque es igual que el sol.
La tensión versus la distancia se explica por sí misma. Cuanto mayor sea la distancia entre la fuente de luz y la célula solar, menos energía se producirá. Esto se debe a que la luz se propaga tan pronto como sale de la fuente, pero la cantidad de luz no cambia. Entonces, a medida que el área cubierta por la luz aumenta, la cantidad de luz para un área determinada también se vuelve más pequeña y más tenue.