Microconcentradores fotovoltaicos bifaciales para el espacio

Área de la Ciencia:

• Ingeniería espacial
• Ciencia de materiales
• Fotovoltaica

Sus antecedentes:

• La energía solar fotovoltaica (PV) espacial exige criterios únicos como la ultracompactibilidad y la alta potencia específica (kW/kg, kW/m³).
• Los diseños fotovoltaicos tradicionales enfrentan limitaciones en el espacio debido a la tolerancia óptica, la fabricación, la disipación de calor y la resistencia a la radiación.
• Estos desafíos requieren soluciones avanzadas, lo que lleva al desarrollo de microconcentradores fotovoltaicos.

Objetivo del estudio:

• Presentar y evaluar microconcentradores novedosos, ultracompactos y de alto rendimiento diseñados específicamente para células solares bifaciales.
• Explorar la aplicación de estos microconcentradores con células bifaciales de perovskita para la generación de energía espacial.
• Lograr altos niveles de concentración (decenas de soles) con generosas tolerancias ópticas adecuadas para entornos espaciales.

Principales métodos:

• Desarrollo de nuevos diseños de microconcentradores ultracompactos.
• Evaluación del rendimiento de los microconcentradores con células solares bifaciales, centrándose en las perovskitas.
• Caracterización de los niveles de concentración y las tolerancias ópticas en condiciones espaciales simuladas.

Principales resultados:

• Los microconcentradores desarrollados logran altos niveles de concentración (decenas de soles) con tolerancias ópticas liberales.
• Los diseños están optimizados para ultracompactibilidad y alta potencia específica (kW/kg y kW/m³).
• Los microconcentradores se pueden adaptar para equilibrar la concentración de luz entre los dos lados de las células bifaciales.

Conclusiones:

• Los microconcentradores novedosos ofrecen una solución prometedora para la energía solar fotovoltaica compacta y de alto rendimiento en el espacio.
• Estos sistemas son particularmente adecuados para células de perovskita bifaciales, mejorando su potencial de aplicación espacial.
• Los diseños adaptados permiten una recolección de energía optimizada al controlar la concentración de luz en ambos lados de las células.