Investigación de nuevos elementos fotoactivos textiles para el desarrollo de un tejido con capacidad para generar energía eléctrica a partir de la radiación solar- 3er año. (Final)

I + D / Textiles inteligentes y soluciones TIC

Investigación de nuevos elementos fotoactivos textiles para el desarrollo de un tejido con capacidad para generar energía eléctrica a partir de la radiación solar- 3er año. (Final)

Fecha: 2013

1. Motivaciones por las que se realiza el proyecto (razones del estudio).

La elevada dependencia energética de España en general (principalmente de los hidrocarburos problemáticos, como son el petróleo y el gas), muy superior al resto de países desarrollados, y en la Comunidad Valenciana en particular, junto a que las perspectivas para el futuro sugieren que el escenario energético se complicará más a medio y largo plazo. Es de suma importancia que se tomen medidas al respecto que contrarresten esta problemática, siendo por ello una de las líneas estratégicas de la Generalitat Valenciana.

Por otro lado, es un hecho científico que el clima global está siendo alterado significativamente en el presente siglo, como resultado del aumento de concentraciones de gases invernadero. Durante las próximas dos décadas, hay que buscar otras fuentes no tradicionales para reemplazar al petróleo en particular e incorporarlas a la base energética de la economía de una forma económicamente racional y no traumática.

En el mix energético actual tienen un peso muy importante, por un lado, las energías no renovables, entre las que destaca el petróleo, – una fuente altamente contaminante (y sometida a las fluctuaciones derivadas de áreas geográficas en conflicto)- y por otro la energía nuclear, – una fuente muy peligrosa en términos de salud y coste medioambiental- ha de virar, en la medida de lo posible, hacia energías sostenibles, como la solar.

La radiación solar es la energía electromagnética que mana en los procesos de fusión del hidrógeno (en átomos de helio) contenido en el sol. La energía solar que en un año llega a la tierra a través de la atmósfera es de tan sólo aproximadamente un tercio de la energía total interceptada por la tierra fuera de la atmósfera y, de ella, el 70% cae en los mares. Sin embargo, la energía que queda, de 1.5*1017 kWh, que en un año cae sobre la tierra firme, es igual a varios miles de veces el consumo total energético mundial actual.

Se trata sin duda de la fuente de energía que mayor potencial de utilización ofrece entre todas las fuentes de energía renovables, de forma dispersa y diversificada, debido a diferentes aspectos:

  • Emplea un recurso energético universal, de libre disposición e inagotable.
  • La transformación fotovoltaica es no contaminante y no generadora de residuos. Además es no consumidora de agua.
  • Permite la generación eléctrica próxima al consumo, con la reducción de las pérdidas y el coste de las líneas de transporte.
  • Es modular, permite un amplio rango de potencias, apta para una gran variedad de aplicaciones y lugares, incluidas zonas de difícil acceso y escasa concentración de población, donde otras tecnologías no tienen opción.
  • Sin gastos posteriores a la inversión inicial y sin apenas mantenimiento.
  • No produce ruidos.

2. Objetivos

Los objetivos generales pretendidos mediante el desarrollo del presente proyecto son:

  • Reducir el consumo energético final de la Comunidad Valenciana de forma que disminuya la intensidad energética final en el conjunto de los sectores económicos.
  • Mejorar la competitividad de las empresas valencianas textiles, ofreciendo nuevas tecnologías así como nuevos artículos innovadores.
  • Reducir la dependencia energética de la Comunidad Valenciana respecto al exterior.
  • Reducir el impacto medioambiental, utilizando energías menos contaminantes.

Los objetivos técnicos a alcanzar planteados al inicio del proyecto se enumeran a continuación:

  • Adquisición de un profundo conocimiento acerca de los materiales y de las tecnologías necesarias que nos doten de la capacidad de desarrollar hilos con propiedades conductoras y semiconductoras.
  • Adquisición de conocimiento para el diseño de una estructura textil con la capacidad de generar energía a partir de las propiedades semiconductoras de los diferentes elementos que la forman.
  • Generación de base científica acerca de los materiales adecuados para la incorporación en un tejido mediante procesos de acabado para dotar al tejido fotovoltaico de mayores propiedades mecánicas, de durabilidad, así como para mejorar el rendimiento para la generación de energía eléctrica.
  • Desarrollo y validación del tejido con propiedades fotovoltaicas.

3. Resultados obtenidos

Mediante la realización del presente proyecto se han obtenido los siguientes resultados:

  • Desarrollo de estructuras textiles con propiedades fotovoltaicas mediante tecnologías convencionales utilizando hilos monofilamento obtenidos mediante hilatura por fusión
  • Desarrollo de un sistema textil fotovoltaico mediante el ensamblaje de hilos monofilamento funcionales conformando un sándwich de tejidos que represente un sistema solar fotovoltaico
  • Desarrollo de tejidos mediante hilos conductores para formar electrodos textiles
  • Validación de la funcionalidad fotovoltaica de los sistemas desarrollados
  • Validación de las características físicas del tejido desarrollado
  • Optimización de la composición de los hilos monofilamento realizados por hilatura por fusión
  • Optimización del proceso productivo para la confección de tejidos con propiedades fotovoltaicas mediante tecnologías convencionales
  • Diseño y confección de un producto textil fotovoltaico para su aplicación en la industria

Como resultado final de esta línea de investigación, se han obtenido prototipos textiles con propiedades para generar energía eléctrica. El sistema fotovoltaico desarrollado es capaz de generar energía eléctrica. Pese a que los rendimientos alcanzados no son comparables a las células fotovoltaicas flexibles que se puedan encontrar en el mercado, el hecho de haber conseguido desarrollar hilos con propiedades fotoactivas y desarrollar tejidos mediante la combinación de éstas utilizando tecnologías convencionales, abre un amplio abanico de posibilidades en cuanto al desarrollo de numerosos productos, una vez se consiga mejorar la cantidad de generación de energía eléctrica por metro cuadrado de tejido y disminuya el precio de los materiales fotoactivos con los que se ha trabajado.

Número de expediente: IMAMCI/2013/1

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