Pintemos uno de los peores escenarios. Ese atajo que cogiste por el bosque te ha metido en un laberinto. Estás completamente perdido, y de algún modo has acabado alejado de la carretera principal y no se ve ninguna manera de volver a cogerla a corto plazo – y encima tu coche se esta quedando sin combustible.
Para poner las cosas más interesantes, no le has dicho a nadie a donde vas y tu teléfono móvil se está quedando sin batería. Los constantes avisos de tu móvil y el chivato del coche diciendo que ya estás en reserva, te hacer recordar que estás en una situación algo incómoda.
Afortunadamente, ves un gran claro donde el sol es intenso y cae con fuerza por todos los rincones. Una vez que pasas los árboles, miras hacia arriba y ves que no hay una sola nube en el cielo. En ese momento das un respiro pensando que los problemas ya se han solucionado. Después de rebuscar en la guantera, sacas un cargador solar o batería solar, del cual pende un cable USB que utilizas para conectar al teléfono.
Por supuesto, expones el cargador solar al sol en la posición correcta y simplemente te sientas a esperar a que se cargue el móvil. Este es probablemente un buen momento para relajarse y leer algo o echar una cabezada. El teléfono ya tiene batería de sobra y el problema está resuelto. Antes de la primera década de este nuevo siglo, no hubieras tenido tanta suerte estando en un escenario como este.
Sin embargo, en los últimos años, un buen número de compañías han creado lo que conocemos por cargadores solares que usan la potencia del sol para alimentar todo, desde coches hasta aparatos o baterías. ¿Como funcionan estas baterías?
El sol ha estado enviando luz y calor a la tierra por billones de años. Aun así, solo recientemente hemos descubierto como capturar y almacenar algo de esta energía como electricidad. El primer método fue la célula fotovoltaica creada por los laboratorios Bell en los años cincuenta. Desde entonces, las células solares han evolucionado de transformar luz del sol en electricidad utilizable para grandes equipos, hasta cargadores en forma de baterías. Esto es estupendo, pero ¿Cómo es esta energía solar traducida a electricidad?
La mecánica de una batería solar
Ocurre de la siguiente manera: Una corriente eléctrica es creada por el movimiento de electrones libres, los cuales llevan una carga negativa. Normalmente, los electrones están absorbidos en una órbita alrededor del núcleo de un átomo, el cual está hecho de protones y neutrones.
Estas partículas atómicas son los bloques de materia que pueden ser encontrados es absolutamente todo. Algunas materias mantienen sus electrones más apretados que otros, pero con suficiente energía, un electrón puede ser sacado de su órbita.
Una partícula de energía que hace un buen trabajo echando los electrones de su órbita de los átomos, son los fotones. Es el paquete de energía subatómica que forma la base de la luz. Los fotones de la luz de sol llevan suficiente energía para sacar a los electrones de su órbita en el material conocido como silicona, el cual es el material usado en la mayoría de las células solares.
La habilidad de los fotones para manipular los electrones se llama el efecto fotoeléctrico. Una diferencia entre la carga negativa y la positiva de las partículas, es creada dentro de la silicona al añadir las impurezas del boro y el fósforo.
Esta diferencia crea un campo eléctrico en la silicona. Cuando los fotones golpean el material y dejan libres a los electrones de su órbita, el campo eléctrico los empuja hacia la célula solar, lo cual crea un lado cargado negativamente. Los protones dejados atrás en el otro lado de la superficie de la célula, crean una carga positiva.
Cuando estos dos lados se conectan usando una carga externa – un circuito indirecto como los terminales de una batería solar – los electrones fluyen dentro de la carga y crean electricidad. Al producir una única célula solar uno o dos varios de electricidad, múltiples células son combinadas para formar módulos que trabajan en conjunción para producir suficiente energía para cargar la batería.
Las baterías químicas generan flujo de electrones a través de una reacción química. Las baterías de litio, como las que podemos encontrar en los teléfonos móviles y los iPods, crean energía por medio de un intercambio de iones desde el litio al carbón. En ambos tipos de baterías, la electricidad es creada por el flujo de electrones negativos a positivos. Cuando una batería es recargada, el flujo de electrones se revierte por si mismo, y la potencia de la batería solar es recargada.
Los cargadores de batería solar no cargan directamente la carga de la batería de litio en tu dispositivo. Usualmente mantienen sus propias baterías recargables – ya sean químicas o de litio – son cargados a través de los módulos solares y redistribuida su carga al dispositivo. No se necesita una fuente de energía externa.
Lo cierto es que los beneficios de las baterías solares son importantes y algunas de ellas son: No requieren fuentes de energía eléctrica externas para poder recargar las baterías. Esto significa que los cargadores de batería solar ofrecen libertad de movimiento. Puedes encontrar sol en casi cualquier parte del mundo durante el día.
Por lo tanto, si volvemos al ejemplo que habíamos expuesto en el artículo anterior, si nos perdemos en el bosque y nos quedamos sin batería en nuestro móvil, solo necesitas los rayos del sol para hacer que funciones y estar comunicado de nuevo.
La falta de una fuente eléctrica típica también ofrece algunos beneficios más sutiles. Los paneles solares no generan emisiones, deshechos o bioproductos contaminantes: los fotones que no son usados simplemente pasan a través de la silicona o rebotan como lo haría cualquier material. Debemos recordar que esta electricidad es producida por la transferencia de energía del fotón al electrón, el cual libera el electrón y permite que fluya.
La electricidad no es por si misma una forma de energía, sino que es una portadora de energía. Producirla por medio del efecto fotoeléctrico es una forma benigna de generar una carga eléctrica.
