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clips drenaje

¿Qué son los clips de drenaje para paneles solares?

Las instalaciones de autoconsumo fotovoltaico y las huertas solares para venta de electricidad son equipamientos que necesitan un mantenimiento regular. Al igual que cualquier equipo o máquina que disponemos en nuestras viviendas, oficinas o empresas, todo necesita ser revisado anualmente. Especialmente importante es la limpieza de los módulos fotovoltaicos para que mantenga su rendimiento. Un elemento que nos ayuda a la limpieza son los clips de drenaje para paneles solares.

La base de funcionamiento de las placas solares es la recepción de la luz solar para transformarla en electricidad. Cuando la suciedad se acumula en los paneles fotovoltaicos va creando una capa que impide que los rayos del sol incidan sobre las celdas fotovoltaicas. Esto repercute en la cantidad de electricidad que es capaz de generar, es decir, disminuye su rendimiento.

Este efecto no es el mismo en todos los paneles solares, ya que en función de la tecnología puede afectar más o menos. Así, los nuevos paneles de célula partida se ven menos afectados, gracias a que en su estructura interna funcionan como dos paneles independientes. Esto hace que, si una de las dos mitades tiene más suciedad, la otra puede seguir trabajando a un rendimiento alto.

En cambio, en los paneles normales, cuando se deposita algo de suciedad en una parte, hace que todo el panel baje su rendimiento. Es decir, es como si todo el panel estuviera sucio y no le llegará la luz.

A modo de ejemplo, se han realizado varios experimentos con paneles sobre los que se depositó diferentes tipos de suciedad. Así, se pudo determinar cómo y en qué medida afecta cada tipo de suciedad.

Tipo de suciedadPérdida de rendimiento en módulos policristalinosPérdida de rendimiento en módulos de celda partida
Acumulación de polvo≃ 6 %≃ 5 %
Excrementos de pájaros≃ 44 %≃ 32 %
Gran acumulación de suciedad≃ 46 %≃ 37 %

Limpieza correcta de los paneles solares

Para solucionar el problema que causa la suciedad acumulada, debemos limpiar los paneles una o varias veces al año. La frecuencia dependerá del, nivel de suciedad que se pueda acumular, en función de la zona, es decir, si hay muchos pájaros, si el viento arrastra mucho polvo de arena, etc.

También es muy importante saber que la limpieza no es únicamente rociar los paneles con agua, como si de una lluvia se tratase. El motivo de que esto no sirve es muy sencillo: al igual que la lluvia, una limpieza superficial solo hará que la suciedad se acumule en la parte inferior del panel.

Efecto de la suciedad en los paneles solares
Efecto de la suciedad en los paneles solares

En función del tipo de panel y del modo de instalación, esa suciedad seguirá causando el mismo problema, aunque creamos que los paneles se han limpiado. Esto se debe a que la unión eléctrica de las celdas se realiza en columnas, por lo que si una celda de cada columna está tapada de suciedad, afecta al rendimiento de todo el panel. Aunque los paneles dispongan de diodos de seguridad, para bloqueo y de bypass, la suciedad provoca una caída general del rendimiento.

En el caso de los paneles de celda partida, seguiremos teniendo la mitad del panel operativa, si estos se han instalado en sentido vertical. En todas las demás opciones, el perjuicio causado por una pequeña franja de suciedad afecta al rendimiento de todo el panel. Es precisamente para este problema donde podemos utilizar los clips de drenaje para paneles fotovoltaicos.

¿Qué son los clips de drenaje?

Los clips de drenaje para paneles solares o Solar Panel Water Guide Clips en inglés, son pequeñas piezas de plástico que se colocan en la parte inferior del panel solar. Su misión es crear un puente por el que el agua, que se queda acumulada con los restos de suciedad en el pequeño escalón que crea el perfil perimetral, pueda drenarse.

Gracias a estos pequeños dispositivos, cuando se realice la limpieza de las placas solares, se ayuda a que toda el agua se escurra y, con ella, los restos de suciedad. Aunque parezca un elemento sin importancia, nos puede ayudar a que el rendimiento de las placas solares se mantenga en su nivel más alto durante mucho más tiempo.

La gran ventaja de este sistema es que, en zonas con una acumulación pequeña de polvo de arena, la limpieza se realizará de forma más sencilla. Incluso, podremos alargar la frecuencia de limpieza manual si tenemos la suerte que llueva de vez en cuando. La lluvia ayudará a arrastrar la suciedad superficial, como el polvo, y caerá al suelo sin dejar restos que perjudique el normal funcionamiento de las placas solares.

seguridad incendio paneles fotovoltaicos

Seguridad frente a incendios en paneles fotovoltaicos

¿Por qué es importante la seguridad frente a incendios en paneles fotovoltaicos? Nos movemos hacia un mundo de energías limpias y renovables. El impulso que se está dando a las instalaciones eólicas y fotovoltaicas está suponiendo una auténtica revolución. De hecho, cada año se está duplicando el número de instalaciones fotovoltaicas. Sin embargo, también están aumentando los incendios en este tipo de instalaciones solares.

Por desgracia, el frenesí de instalaciones está acarreando que muchos instaladores con poca cualificación quieran aprovechar el tirón, sumándose a realizar instalaciones sin tener en cuenta algunas medidas de seguridad. Las malas conexiones en corriente continua, el mal crimpado de los cables para realizar nuevos empalmes, y otras deficiencias causan cada vez más incendios en el campo de módulos fotovoltaicos.

A los problemas anteriores debemos añadir la falta de concienciación de realizar un mantenimiento regular. Esto afecta sobre todo a los propietarios de estas instalaciones en el ámbito doméstico-residencial o de autoconsumo industrial. Muchos creen que al ser una instalación eléctrica no hace falta revisarla periódicamente.

Pero no solo son los incendios causados por la propia instalación fotovoltaica, puesto que estos representan un pequeño porcentaje de todos los incendios en viviendas e industrias. Es decir, cuando el incendio se produce por otros motivos, como en la cocina de una vivienda o por algunos productos almacenados en una empresa, el fuego puede propagarse hasta llegar al tejado. Al tener instalados paneles solares que siguen produciendo electricidad, supone un peligro añadido para los bomberos.

Hay soluciones que evitan algunos problemas, reduciendo las pérdidas causadas por los incendios. Sin embargo, cuando se produce un incendio en el campo de captadores solares, los riesgos son mayores, puesto que los módulos fotovoltaicos siguen recibiendo la luz del sol y, por ende, continúan produciendo electricidad.

Esto hace que todos los cables conlleven un peligro añadido, al transitar por ellos corrientes eléctricas altas y diferencias de potencias que fácilmente llegan a los 1.000 voltios, en las pequeñas instalaciones. Pero, ¿cómo anular la producción eléctrica?

Sistema de anulación temporal de los módulos fotovoltaicos

Para facilitar el trabajo de los servicios de extinción de incendios y evitar accidentes por electrocución se han desarrollado productos alternativos al clásico extintor. Y es que en muchos casos, al producirse un incendio en los paneles solares, la electricidad en corriente continua sigue circulando por los cables.

Esto puede ser un problema para las personas que intentan sofocar el incendio. Aunque en algunos casos se pueda acceder a los cuadros eléctricos y cortar parte de los circuitos, en otras ocasiones se hace imposible. Siendo muy peligroso acceder a toda la instalación del campo de módulos solares.

Revestimiento aislante de placas solares
Revestimiento polimérico aislante

Por ello los bomberos y el personal de seguridad a menudo se limitan a intentar controlar el incendio, sin acceder a determinadas partes de la instalación de autoconsumo. Ahí entran productos como el PV-Stop, suministrados por la empresa Extincise SL, que en apariencia podríamos pensar que es un extintor, pero no lo es; en realidad es un agente de extinción. Es por ello que el recipiente se ha decorado evitando el color rojo, distintivo de los medios de extinción de incendios.

Este producto se basa en una especie de manta líquida que cubre las placas solares evitando que les llegue la luz del sol. PV-Stop es una solución líquida que se proyecta sobre los paneles desde un recipiente a presión estándar.

Esta solución forma un revestimiento o película uniforme sobre los paneles solares, con la finalidad de bloquearles la luz, de manera que se detiene la producción de electricidad. Es decir, PV-Stop corta la producción de energía de una instalación solar de forma rápida, segura y eficaz, cuando se producen incendios en paneles fotovoltaicos.

PV-Stop crea una zona eléctricamente segura para actuación frente a diversos sucesos, no solo frente a incendios, sino también en casos de cortocircuitos, inundación, etc.

Paneles solares: problema y solución

Los paneles solares no se pueden «apagar» o desconectar fácilmente, como sucede con otros equipos. Mientras están expuestos a la luz, los paneles solares producen continuamente cantidades potencialmente letales de corriente continua. Y el cableado de la instalación sigue conduciendo esa electricidad.

La zona de peligro de CC (corriente continua) representa una amenaza para los bomberos, los equipos de primera intervención y los propietarios de instalaciones o inmuebles fotovoltaicos. Productos como el PV-Stop surgen precisamente para dar una solución a este problema.

PV-Stop es el único que bloquea el panel solar en cuestión de segundos, impidiendo la producción de electricidad, y garantizando mayor seguridad ante incendios en paneles fotovoltaicos. La espuma o solución acuosa recubre los paneles solares como una manta líquida, bloqueando la luz y cortando la producción eléctrica de los paneles solares. Esto ayuda a mejorar la seguridad haciendo eléctricamente seguro el sistema fotovoltaico.

Aplicación revestimiento aislante placas solares
Modo de aplicación del protector de paneles solares

Independientemente del tipo de panel fotovoltaico o tecnología de estos, todos funcionan con el mismo principio, es decir, generan energía eléctrica en corriente continua gracias a la recepción de la luz solar.

Una vez aplicado, el revestimiento creado por PV-Stop se seca formando una película protectora. Una vez extinguido el incendio y toda la instalación asegurada, esta película protectora puede despegarse fácilmente. De esta forma se puede reactivar el sistema fotovoltaico sin daño alguno a los módulos solares.

Ventajas del sistema de manta líquida des-energizante

Este producto ayuda a que los bomberos y otros equipos de extinción puedan realizar su trabajo con seguridad. Esa, podríamos decir, es su principal objetivo, sin embargo, para conseguirlo, aporta una serie de ventajas que lo hacen ideal en casos de incendio.

  • Secado rápido. El proceso de secado de la solución acuosa es apenas de unos segundos, creando una capa polimérica sobre los paneles fotovoltaicos.
  • Evita los arcos eléctricos. Al aislar el panel anulando la generación eléctrica, evita que se formen arcos eléctricos.
  • Protección de los módulos solares. No daña los paneles solares y, una vez seco, su película se despega fácilmente de los paneles para reactivar el sistema.
  • Retardante del fuego. El revestimiento en su estado seco no es inflamable y en su estado húmedo es ignífugo
  • Polímero aislante. Al tener una base polimérica es una aislante eléctrica, protegiendo del riesgo de electrocución. Además, tiene propiedades de aislante térmico, protegiendo contra el calor y encapsula las partículas tóxicas que pudieran desprenderse de los paneles solares en combustión.
  • Respetuoso con el medio ambiente. PV-Stop ha sido testado por autoridades independientes de todo el mundo y cuenta con la acreditación ISO 14034:2016, de Gestión Medioambiental.

electricidad nieve

¿Por qué no producir electricidad con nieve?

Se dice de las personas positivas y motivadas para superarse día a día que tienen el futuro en sus manos. Lo mismo podemos asegurar de los científicos que buscan en las dificultades solucionar problemas cotidianos. Un ejemplo de ello son los estudios para generar electricidad a partir de la nieve. Y te preguntarás: ¿es posible?

Aunque parezca algo de ciencia ficción o una supertecnología de la NASA, lo cierto es que los proyectos que hay en desarrollo se basan en conceptos bastante simples. Tampoco se trata de unos nuevos paneles fotovoltaicos. Además, cada grupo de científicos ha encauzado sus trabajos en diferentes direcciones.

Así, encontramos dos proyectos bien diferentes y que pueden solucionar distintos problemas. Por un lado, tenemos un estudio de la Universidad de Electro-Comunicaciones de Tokio junto a la empresa TI Forte. Esta unión de esfuerzos pretende llevar a la práctica un proyecto para generar electricidad a “gran escala” a partir de la nieve que se acumula cada año en la localidad de Aomori.

El otro llamativo proyecto de investigación avanza desde la Universidad de UCLA en California. En este caso el objetivo es mucho más pequeño en tamaño, pero puede suponer un gran avance en la ropa destinada a climas fríos en los que la nieve está muy presente. Vamos a desarrollar ambos proyectos y ver en qué consiste cada uno.

Nieve para producir electricidad

El estudio y prototipo para generar electricidad utilizable en las viviendas o industria, tiene su origen en el costo que supone para la ciudad de Aomori retirar la nieve que se acumula en sus calles. Según datos de la propia ciudad, el coste ronda los 50 millones de euros cada invierno. Esto supone mucho dinero que con el proyecto de generación eléctrica se pretende recuperar. Pero, ¿cómo puede la nieve generar electricidad?

La nieve en sí no puede producir electricidad. No obstante, la gran cantidad que se acumula en la ciudad sirve para lograrlo y no es mediante los módulos fotovoltaicos. Debemos tener en cuenta que Aomori es la ciudad donde más nieva de todo el mundo. Es normal que la nieve alcance los 8 metros de altura.

Esto supone una gran masa de nieve y a temperatura muy baja, lo que se puede aprovechar, junto a otro elemento a temperatura más alta, para crear un flujo que mueva una turbina eléctrica. A grandes rasgos el proyecto se basa en algo tan sencillo como esto. Pero, ¿cómo consiguen que la nieve mueva una turbina eléctrica?

¿Piscina de nieve?

En lugar de verter la nieve en el mar, como de costumbre, se lleva a una piscina no utilizada en una antigua escuela. En la piscina se dispone un circuito de tubos que, en parte de su recorrido, circula por el interior de la misma. La otra mitad del circuito se dispone en el exterior [imagen].

Este circuito se rellena con un fluido caloportador que es capaz de variar mucho su temperatura en función de la temperatura de intercambio con el medio en que se encuentre. Es aquí donde la nieve realiza su función, puesto que se encarga de enfriar este fluido especial. Luego, el mismo fluido circula hacia el tramo de tuberías en el exterior. Allí, se calienta gracias al efecto de corrientes de aire o del sol, a modo de un panel solar térmico.

generar electricidad a partir de nieve
Turbina eléctrica movida por flujo de fluido en termosifón.

Estos cambios de temperatura en el fluido caloportador provocan un efecto de movimiento continuo. Es lo que los científicos o técnicos conocen en termodinámica de fluidos, como el efecto de un termosifón. En él parte del líquido se calienta por efecto del sol, por ejemplo. Y por ello tiene a subir al aumentar su volumen, o disminuir su densidad. En la parte opuesta del circuito, es enfriado el líquido, ayudando a que el movimiento sea constante.

En función de la diferencia de temperaturas entre el vaso de la piscina (donde se ha depositado la nieve) y la parte exterior, la velocidad con que se mueva el líquido del interior será mayor. Este movimiento es aprovechado para hacer pasar el líquido a través de una turbina de generación eléctrica. Por eso, en función de su velocidad hará mover con mayor fuerza y velocidad el rotor del generador y, con ello, producir más electricidad.

La gran ventaja de este sistema es que se puede escalar en las dos direcciones. Es decir, si necesitamos aportar electricidad a una vivienda, el sistema tendrá un tamaño determinado, con un depósito para la nieve y unas tuberías con unas dimensiones específicas. En cambio, para aportar electricidad a una industria, todo deberá ampliarse, de modo que la turbina generadora pueda aportar la potencia eléctrica suficiente.

Proyecto para generar electricidad a partir de la nieve en la ciudad de Aomori, Japón.

Snow TENG calienta la ropa con nieve

El otro estudio que merece mención trabaja con un dispositivo capaz de generar electricidad gracias a la nieve que precipita. Su tamaño no lo hace viable para generar la electricidad que necesita una vivienda, pero puede aportar alimentación eléctrica a pequeños equipos electrónicos, incluso para calentar la ropa de invierno.

En concreto, el equipo de investigación de la Universidad de California, en Los ángeles, se ha centrado en aportar energía a los complementos y ropa para esquiar. El equipo de investigación ha explicado que el dispositivo diseñado es un nano-generador triboeléctrico basado en la nieve, o Snow TENG.

Como su nombre indica, funciona por efecto triboeléctrico, es decir, utiliza la electricidad estática para generar cargas eléctricas mediante el intercambio de electrones. Este tipo de dispositivos se han utilizado para fabricar generadores que extraen energía de los movimientos del cuerpo, pantallas táctiles e incluso pisadas en el suelo. Pero, ¿cómo se puede aprovechar la nieve con este dispositivo?

¿Cómo aprovecha la nieve este dispositivo?

Se trata de un procedimiento muy sencillo: la nieve tiene la particularidad de disponer de carga positiva, por lo que al frotarla contra un material con la carga opuesta se puede extraer energía de ella. Tras una exhaustiva serie de pruebas, el equipo se decantó por la silicona como el material más eficaz.

El Snow TENG, que se puede imprimir en 3D, se fabrica con una capa de silicona unida a un electrodo. Los investigadores afirman que podría integrarse en paneles solares para que siguieran generando electricidad, aunque estuvieran cubiertos de nieve. Es decir, como una célula solar híbrida colocada en la parte frontal, que también generaría energía a partir del movimiento de las gotas de lluvia sobre su superficie.

Dispositivo Snow-TENG para generación de pequeñas cargas eléctricas
Dispositivo Snow-TENG para suministro eléctrico a pequeños equipos electrónicos.

El problema es que, en su forma actual, el Snow TENG produce una cantidad muy pequeña de electricidad: tiene una densidad de potencia de 0,2 mW por metro cuadrado. Al no producir electricidad en gran cantidad no se puede conectar a la red como un panel solar, pero podría servir para crear pequeños sensores autoalimentados. También serviría para alimentar pequeños equipos electrónicos, y tiene la gran ventaja de poder funcionar en zonas remotas, porque proporciona su propia energía y no necesita pilas.

Utilizado en una pequeña estación meteorológica puede informar de la cantidad nieve que cae, su dirección, y la velocidad y dirección del viento. Los investigadores dan otros ejemplos, como un sensor que podría fijarse a la suela de las botas o los esquís y utilizarse para recoger datos de los deportes de invierno.

¿Qué papel tienen los diodos en los módulos fotovoltaicos?

El diseño y fabricación de los módulos fotovoltaicos, o como algunos se empeñan en llamarlos: ‘placas solares‘, no parece complicada. Sin embargo, en su interior hay más componentes de los que pensamos. Uno de estos elementos son los diodos. Pero ¿qué son los diodos?, y ¿qué función desempeñan en un panel fotovoltaico?

Se trata de unos componentes electrónicos formados por semiconductores manipulados y encapsulados con dos terminales. La mitad del diodo tiene un semiconductor N y la otra uno llamado P, denominándose al conjunto unión PN. Esta característica es común con el silicio utilizado en la fabricación de las celdas fotovoltaicas.

Por ello también se les conoce por su capacidad para convertir la corriente alterna en corriente continua. Esta capacidad los hace fundamentales en los equipos eléctrico-electrónicos para conversión de la corriente, como los inversores fotovoltaicos.

diodo como interruptor de la corriente eléctrica

La configuración propia de los diodos facilita que la corriente eléctrica a través de ellos solo se pueda producir en un sentido. En el sentido contrario, el diodo bloquea el paso de la corriente eléctrica. Así, entre sus funciones encontramos la de interruptor electrónico. Se trata de una cualidad que se aprovecha en los circuitos electrónicos y, por supuesto, también en las celdas solares.

Función de los diodos en los paneles solares

Para entender el funcionamiento de los diodos en los módulos solares debemos tener en cuenta el comportamiento de las celdas y paneles fotovoltaicos con y sin sol. Está claro: cuando hay sol o luz, los paneles son capaces de transformar esa luz en electricidad. Sin embargo, cuando no hay luz, incluso si se produce una sombra o hay nieve sobre el panel solar, este se comporta como una resistencia, llegando a consumir electricidad.

Esto sería un problema, ya que por la noche los paneles fotovoltaicos consumirían la electricidad que tuviéramos almacenada en las baterías o la de la red. Por ello se necesita incorporar un elemento que funcione como un interruptor y corte el paso de electricidad hacia los módulos fotovoltaicos. Es aquí donde entra en acción el diodo, distinguiéndose dos funciones diferentes.

Diodos de ByPass

Cada celda solar que hay dentro de un módulo fotovoltaico es un elemento generador de electricidad. Este proceso lo realiza con el único aporte de la luz, sin necesidad de generar combustión ni con partes móviles.

Cuando las condiciones ambientales son buenas, las celdas reciben los fotones de la luz y generan electricidad. Que se va acumulando conforma pasa por todas las celdas de un panel solar y es conducida hacia el inversor, donde se transforma en corriente alterna para su uso.

Sin embargo, cuando aparece una sombra sobre un panel solar, no incide en toda su superficie, sino que puede afectar a una o varias celdas. Estas, al no recibir luz, no solo no generan electricidad, sino que producen un corte. Para evitar que este corte, que únicamente se produce un una celda, pueda afectar a todo el panel, se introducen los diodos de ByPass o también llamados de derivación.

¿Cómo funcionan los diodos de ByPass?

Estos diodos funcionan como un interruptor cerrado en el sentido de la corriente, por lo que hacen de “bypass” a la celda fotovoltaica afectada por la sombra. Así, estos diodos no permiten la circulación de corriente en sentido inverso cuando no hay radiación solar, por ejemplo, cuando hay alguna sombra, con nubosidad o por la noche. Sin embargo, sí dejan pasar la electricidad, en el sentido adecuado, cuando hay luz.

De este modo, el resto de celdas siguen generando electricidad, favoreciendo que no todo el panel solar quede inoperante. Con esto se consigue que el rendimiento de la instalación no decaiga de forma significativa y siga produciendo electricidad, aunque en menor cantidad.

Diodos de bloqueo

Los diodos de bloqueo realizan una función similar a los de derivación. Sin embargo, lo hacen con todo el módulo solar. Los diodos de ByPass se integran en cada celda fotovoltaica, al hacer los “bus” de conexión entre las celdas del módulo. En cambio, los diodos de bloqueo se integran en la caja de conexiones del panel, que está en la parte superior y posterior del panel, y de donde salen los cables para conectar con otros paneles fotovoltaicos.

¿Para que sirven los diodos de bloqueo?

La pequeña diferencia que hay entre la función de un diodo de bloqueo y los de derivación es el evitar que los paneles solares se conviertan en consumidores de electricidad durante la noche. Esto sucede, ya que, en ausencia de luz, los paneles se comportan como resistencias y la corriente eléctrica podría derivar hacia ellas y que se desperdiciase en forma de calor.

Esto provocaría que los paneles solares consumiesen electricidad de la red o de las baterías si estas estuvieran conectadas en una instalación aislada. Al introducirse los diodos de bloqueo, se evita que se generen corrientes en sentido contrario cuando no hay luz. Además, protegen a las celdas solares del calor que pudiese generar al disiparse la electricidad en su interior.

Como vemos, los módulos fotovoltaicos llevan más componentes, no son solamente la unión de obleas de silicio con un cristal protector y un marco de aluminio. Así, las empresas fabricantes no dejan de fabricar los paneles solares con elementos adicionales para mejorar su eficiencia y reducir los riesgos de degradación.

caldera microondas

Calefacción con una caldera de microondas

¿Cómo funciona la caldera de microondas? Una pregunta que surge a muchos ante ante la novedad de este tipo de calderas. Los investigadores y empresas no cesan los trabajos para buscar alternativas al gas y, como hemos visto con lo sucedido en la guerra de Ucrania, Europa es demasiado dependiente de terceros países en cuestiones energéticas. Por ello muchas personas trabajan para solucionarlo y la caldera de microondas es un ejemplo más.

Desgraciadamente, esta novedad solo está disponible en el mercado inglés, de momento. La empresa británica Heat Wayv lleva trabajando en este proyecto ya varios años. El resultado de ello son dos modelos de caldera que lamentablemente no podemos solicitar en nuestro país.

Esta empresa ha desarrollado dos versiones de su patente. Un modelo mural, con unas dimensiones parecidas a la tradicional caldera de gas. Por lo que muchos expertos consideran que puede ser su sustituto natural. La caldera mural de microondas se ha diseñado para adaptarse a cualquier sistema de calefacción, de modo que podamos sustituir cualquier caldera o bomba de calor que tengamos instalada.

Por otro lado, han diseñado otro modelo de caldera con depósito incorporado de 280 litros. Este modelo está pensado para viviendas más grandes y con un consumo de agua caliente y calefacción más elevado. Aunque para instalar este tipo de calderas tendremos que esperar un par de años mínimo.

¿Cómo funciona un sistema con microondas?

Ya que la base del funcionamiento de la caldera de microondas son precisamente este tipo de ondas electromagnéticas, conviene conocer cuál es su mecanismo de funcionamiento y como pueden calentar el agua.

Estas ondas se encuentran en el rango entre los 300 MHz y los 300 GHz en el espectro de ondas. Son un tipo de ondas de radiofrecuencia, englobadas en las UHF o de muy alta frecuencia. Las aplicaciones de las microondas son muy variadas. Se utilizan en los sistemas de telecomunicaciones u ondas de radio.


El proceso de calentamiento se basa en la vibración que las microondas producen en las moléculas de agua.

Ese movimiento caótico que se produce en el agua produce fricción entre el agua y el resto de componentes de la comida, lo que lleva a un calentamiento interno de los alimentos.

– (Imagen) Vibración producida por las microondas.


Aunque también se está usando para el diseño de nuevas armas de inmovilización y otras aplicaciones industriales. Sin embargo, la herramienta que más conocemos todos nosotros y que usa esta tecnología es el horno de microondas. Un electrodoméstico que tiene un hueco en casi todos los hogares.

En cambio, si intentamos utilizar el horno microonda con otros materiales, este proceso no se realiza. Y en caso extremo de los metales, que tienen una estructura físico-química mucho más estable y rígida, puede ser peligrosa. Ya que las microondas rebotan en el material, pudiendo retornar al emisor de las ondas. En estos casos se producen chispazos que pueden provocar un incendio o incluso una pequeña explosión.

¿Cuál es el funcionamiento de la caldera de microondas?

Aunque la empresa que ha implementado la tecnología de las microondas para la calefacción no ha dado detalles de su funcionamiento interno, si ha desvelado algunos datos. Así, la caldera de microondas funciona en dos etapas. En la primera se realiza un precalentamiento del agua de unos 24°C. En un segundo proceso se eleva la temperatura hasta los 65 °C.

Esta temperatura sería suficiente para usarla en un suelo radiante, en fancoils o en radiadores de baja temperatura. Sin embargo, es una temperatura insuficiente para funcionar con los tradicionales radiadores de aluminio o acero, ya que estos necesitan el que el agua llegue a 85 °C.

Según la empresa fabricante, se utilizan ondas de muy alta frecuencia como generador de calor en el agua que pasa por la zona del emisor de ondas. Según sus pruebas, garantizan un rendimiento del 84% en sus fases de emisión de microondas. No obstante, aseguran que la caldera se ha diseñado para poder aprovechar un 12% de la energía residual en forma de calor que se genera en todo el proceso.

Además, según la propia empresa, el proceso es tan rápido como en una caldera de gas, por lo que no hay una pérdida de confort con respecto a estas calderas.

Beneficios e inconvenientes de la caldera por microondas

La tecnología de las microondas adaptada a una caldera de calefacción eléctrica presenta algunas ventajas bastante claras, aunque también algunos inconvenientes.

VentajasDesventajas
✓ Combina con todos los sistemas de difusión del calor; radiadores, fancoils, suelo radiante, etc.❌ Funciona con electricidad, más cara que el gas.
✓ Combinada con un sistema fotovoltaico de autoconsumo ayuda a reducir el consumo eléctrico.❌ No puede considerarse con huella de carbono nula, a menos que esté alimentado por electricidad verde.
✓ Al ser una calefacción eléctrica no produce emisiones de humos contaminantes.❌ Actualmente en etapa de pruebas en Inglaterra.
✓ Al no tener partes móviles ni realizar ninguna combustión es muy silenciosa.
✓ El montaje de una caldera eléctrica es relativamente sencillo, al no necesitar ventilación ni salida de humos.
✓ No se necesita realizar obras y aprovecha las tuberías para distribución de la calefacción ya existentes.
✓ Los trabajos de revisión y mantenimiento de la caldera son muy básicos y sencillos.
✓ Se puede controlar desde el Smartphone o conectada a la domótica de la vivienda –
Ventajas y desventajas de la caldera de microondas

El panel solar de hidrógeno

Estamos en una carrera sin retorno hacia las energías renovables. La necesidad de descartar definitivamente los combustibles de origen fósil es innegable, a pesar de la reticencia y las dificultades que pone la tradicional industria energética, que fuerza a que la legislación avance muy lentamente.

Sin embargo, se siguen dando pequeños pasos que son grandes avances en la generación de energía sostenible. Es el caso de los paneles solares de hidrógeno que están desarrollando investigadores de la Universidad de KU Leuven, en Bélgica.

¿Cómo funciona el panel solar de hidrógeno?

Desgraciadamente, poco sabemos del funcionamiento interno de estos colectores solares, puesto que la universidad ha presentado las correspondientes solicitudes de patentes. Por ello, y hasta que estas solicitudes no estén resueltas, no se podrán tener detalles de la tecnología que han desarrollado.

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  • Johan Martens (dcha.), profesor en la Universidad de KU Leuven y jefe del Departamento de Catálisis y Química de Superficies y de la División de Investigación y Desarrollo de Catálisis. | Universidad KU Leuven, Bélgica.

Según explicó uno de los padres de esta tecnología, el profesor Johan Martens en esta universidad belga, no debemos hablar estrictamente de un panel solar. Un colector fotovoltaico convierte la luz del sol en electricidad y, en cambio, su invento genera hidrógeno a partir de la humedad del aire.

No obstante, para esta conversión se necesita el aporte de una energía, y en este caso la aporta el colector fotovoltaico que se adapta al invento de KU Leuven.

Es por ello que el panel de hidrógeno se ha desarrollado para que se puedan adaptar todos los colectores fotovoltaicos que hay en el mercado y también las estructuras, para su instalación en tejados.

¿Qué hace al panel de hidrógeno tan especial?

Al incorporarse un colector fotovoltaico al panel de hidrógeno, se convierte la luz solar y el vapor de agua del aire directamente en hidrógeno. Es por ello que la conexión entre los paneles de hidrógeno que se instalen en un tejado debe ser por medio de tuberías. La eficiencia de este invento es de un 15% que, aunque parezca muy poco, es mayor que las formas tradicionales de conseguir hidrógeno.

En las pruebas desarrolladas en la propia universidad, con las condiciones meteorológicas de Bélgica, se pueden producir una media de 250 litros de hidrógeno al día. En términos de uso, la producción de hidrógeno que realizan 20 de estos paneles solares sería suficiente para calentar con una bomba de calor y aportar electricidad a una vivienda con buen aislamiento durante todo el invierno.

Para hacernos una idea de cómo puede funcionar deberíamos ser expertos en la ciencia de superficies absorbentes, membranas y catalizadores. Aunque, los investigadores no quieren aportar más información por el momento, debido a la patente que están esperando.

¿Cómo se desarrolló la tecnología del panel solar de hidrógeno?

Para iniciar la investigación, los técnicos se plantearon inicialmente una pregunta básica: ¿cómo se puede producir un combustible en cualquier momento y en cualquier lugar? La respuesta fue obvia, a partir del aire o, mejor dicho, de la humedad que contiene. Debemos tener en cuenta que, incluso, el aire del desierto contiene vapor de agua en suficiente cantidad para generar hidrogeno.

Un dato importante que encaminó la investigación a extraer energía de la humedad del aire es que el vapor de agua es el cuarto componente más abundante, después del oxígeno, el nitrógeno y el argón. Si conseguimos extraer esa humedad dispondremos de suficiente cantidad de agua para dividirla y fabricar hidrógeno.

Sin embargo, hay una cuestión muy importante, ¿cómo extraer el agua contenida en el aire para separar en hidrógeno y oxígeno gaseosos? Ante esta cuestión se plantea un gran problema, y es que la temperatura que alcanza un panel solar es fácilmente de 70 °C. Algo que complica trabajar con el vapor de agua.

Además, otra dificultad añadida es conseguir que el sistema funciona en condiciones de lluvia y bajas temperaturas. Es por ello que los científicos de la universidad de KU Leuven han desarrollado un sistema para conseguir realizar el proceso de separación del vapor de agua del aire y obtener agua. Y, a partir de ahí, generar hidrógeno. Sin embargo, es algo que no quieren desvelar hasta tener concedida la patente de la innovación.

¿Por qué el hidrógeno?

Durante el verano o en circunstancias favorables de sol, es fácil generar hidrógeno y almacenarlo. Así, se dispone de este combustible limpio y renovable para la época invernal, cuando las condiciones climáticas hacer más necesaria la disponibilidad de energía. El gas hidrógeno se genera a presión atmosférica, sin embargo, se puede comprimir y almacenar en recipientes a presión. E incluso se podría utilizar la red de gas natural para su almacenamiento y distribución.

Claro está que la red de gas natural debería sufrir algunas adaptaciones. No obstante, estas no son grandes y se pueden acometer con cierta facilidad. Otra opción sería ir mezclando el gas natural con el gas hidrógeno, para realizar una transición energética gradual hasta el gas hidrógeno puro.

¿El panel solar de hidrógeno sustituye a los parques eólicos y huertas solares?

No es la intención de esta innovación. Lo que se pretende es sustituir al carbón, el gasoil, petróleo, incluso al gas natural y la energía nuclear. Estamos viendo que nuestro planeta dispone de suficientes recursos naturales renovables, que pueden mover toda nuestra vida, industria y economía de una forma limpia.

Los sistemas tradicionales para generar hidrógenos siguen siendo necesarias. Es por ello que las instalaciones de aerogeneradores, las huertas solares y el autoconsumo fotovoltaico van a seguir siendo necesarios.

Debemos tener en cuenta que hay industrias muy intensivas energéticamente. Los sectores de la metalurgia, la química y otros, demandan gran cantidad de energía y calor. Generar hidrógeno suficiente con los nuevos paneles solares de hidrógenos conllevaría la instalación de una cantidad enorme de estos colectores. Algo que no es viable por el espacio que se necesitaría.

Es por ello, que los nuevos paneles solares de hidrógenos tienen un futuro más centrado en el ámbito doméstico o para pequeñas empresas.