La Termodinámica es la rama más sensata de la Física y nos dice, por ejemplo, que los frigoríficos no funcionan si son desenchufados. Es lo que tiene llevar calor de un foco frío a otro más cálido, que cuesta energía.

fotovotaica nocturna
© Tristan Deppe/Jeremy Munday
También nos dice que podemos producir energía en el caso contrario, como en una máquina de vapor o en un motor de explosión interna. Más o menos, eso es lo que pasa en una célula fotovoltaica. El foco cálido es el sol y el frío la propia célula o la misma superficie terrestre, así que se puede generar energía en forma de corriente eléctrica.

Hasta aquí todo es intuitivo, pero la Termodinámica también permite la generación de energía fotovoltaica por la noche. Sólo hay que invertir los términos. El foco cálido es la superficie terrestre que ha sido calentada durante el día y el foco frío el espacio frío y vacío. En este caso también hay radiación electromagnética, en concreto infrarrojos que son irradiados al espacio. Al estar la célula más fría que el espacio se genera electricidad.

Aunque pueda parecer un idea peregrina no lo es y el grupo de Jeremy Munday (UC Davis) se la está tomando muy en serio. Según un estudio que estos investigadores han realizado, un panel solar convenientemente diseñado podría generar 50 vatios de potencia por metro cuadrado por la noche en condiciones ideales. Es sólo un 25% de lo que un panel convencional puede generar por el día, pero podría ser rentable.

Ya están construyendo prototipos de estas células nocturnas. De momento su rendimiento es bajo, pero esperan mejorar la generación de energía y su eficacia en general.

Es que el espacio exterior está muy frío y lo único que se interpone entre nosotros y la congelación más severa que podamos imaginar es la atmósfera de la Tierra. El efecto invernadero de la atmósfera es lo que impide que el calor en forma de radiación infrarroja se escape totalmente al espacio. Esto es lo casi pasa en la noches invernales en la que no hay nubes. Se escapa más radiación y la temperatura baja tanto que se producen heladas.

Lo interesante de este tipo de dispositivos que también pueden generar corriente durante el día si se ubican en la sombra.

La idea se basa en el uso de células termorradiativas, que irradian calor en los alrededores para así enfríarse y como foco caliente suelen usar el calor residual de motores de explosión interna u otra fuente de calor. Así que sólo había que cambiar el método de uso y adaptarlas a su nuevo papel.

Naturalmente los materiales de este tipo de células son diferentes a las de las células de silicio convencionales, irradian en lugar de recibir radiación y la corriente circula en sentido contrario, pero la física es básicamente la misma.

La ventaja teórica de este tipo de generación de energía frente a la fotovoltaica convencional es que, pese a su bajo rendimiento, pueden usarse 24 horas, durante el día sólo hay que apuntarlas hacia una dirección alejada del sol. Pero la mejor ventaja sería el poder suministrar energía cuando se necesita por la noche, algo que la fotovoltaica convencional no puede. De todos es sabido que la intermitencia de las energías alternativas, como la solar, es el defecto más grave que tienen, problema que unas baterías muy caras no pueden solucionar.

Fuentes y referencias: Artículo original.