La energía disponible en la luz solar que llega a la Tierra es 10.000 veces superior a la necesaria para abastecer la demanda energética mundial.

La luz solar tiene dos propiedades principales que son útiles en el diseño de sistemas de energía renovable. La primera es la cantidad de energía que cae sobre un área fija, como el suelo o el tejado de un edificio. Esta cantidad varía con la hora del día y la estación del año. La segunda propiedad es la parte aprovechable en el espectro de la luz solar (los colores con buen rendimiento).

Una forma de captar la energía solar es utilizar células solares que convierten directamente la luz del Sol en electricidad. En un módulo solar como los que una persona puede colocar en el tejado de su casa, se ensamblan muchas células en un panel rígido, se conectan entre sí, se sellan y se cubren con un cristal protector.

La célula solar funciona mejor cuando ciertos colores de la luz solar caen sobre ella, y cuando toda el área está cubierta por fotocélulas. Sin embargo, se necesita parte de la superficie del panel para conectar las células, y la forma de la célula solar puede impedir que toda la superficie restante del panel recoja la luz solar.

Todos estos efectos problemáticos hacen que el panel solar sea menos eficiente de lo que podría ser. Capturar la mayor cantidad posible de luz solar en un panel solar es fundamental para aprovechar eficazmente la energía solar.

Jianbo Zhao, Benjamin Chrysler y Raymond K. Kostuk, todos de la Universidad de Arizona en Estados Unidos, han desarrollado recientemente una técnica innovadora para capturar la energía solar no utilizada que ilumina un panel solar. Crearon unos hologramas especiales que pueden insertarse fácilmente en el panel solar. Cada holograma separa los colores de la luz solar y los dirige a las células solares dentro del panel solar.

Un colector de luz holográfico separa los colores de la luz solar y los dirige a las células solares. (Imagen: R.K. Kostuk, University of Arizona)

Este método puede aumentar en aproximadamente un 5 por ciento la cantidad de energía solar convertida por el panel solar a lo largo de un año. Esto reducirá tanto el coste como la cantidad de paneles solares necesarios para energizar un edificio, una ciudad o un país.

Los investigadores han publicado los detalles técnicos de su diseño en la revista académica Journal of Photonics for Energy, bajo el título “Holographic low concentration optical system increasing light collection efficiency of regular solar panels”.