Buscar
 
 

Resultados por:
 


Rechercher Búsqueda avanzada

Conectarse

Recuperar mi contraseña

¿Quién está en línea?
En total hay 2 usuarios en línea: 0 Registrados, 0 Ocultos y 2 Invitados

Ninguno

La mayor cantidad de usuarios en línea fue 1301 el 1/7/2011, 08:48.
Diciembre 2016
LunMarMiérJueVieSábDom
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031 

Calendario Calendario


Universidad de Michigan - Luz --> Energía solar sin celdas solares

Ver el tema anterior Ver el tema siguiente Ir abajo

Universidad de Michigan - Luz --> Energía solar sin celdas solares

Mensaje por Kamus el 17/4/2011, 04:28


Energía solar sin celdas solares
Viernes 15/04/2011

Stephen Rand, un científico de la Universidad de Michigan, ha descubierto que cuando la Luz viaja a través de un material aislante es capaz de generar un efecto magnético Millones de veces más intenso de lo previsto. Este fenómeno podría servir para desarrollar un tipo de generador Solar diferente a las clásicas celdas solares de semiconductores. Según Rand, se trata de un efecto lo suficientemente extraño como para haber pasado desapercibido durante más de 100 Años. La Universidad, previendo su potencial como generador de Energía limpia, ya ha solicitado la correspondiente patente.

Lo que conocemos como “Luz” es en Realidad Radiación electromagnética de una Frecuencia particular, que puede ser percibida por el ojo Humano. En general olvidamos que un campo de Luz, por su propia naturaleza electromagnética, puede generar efectos magnéticos. Sin embargo, hasta ahora se suponía que los efectos magnéticos de la Luz eran lo suficientemente débiles como para ser de alguna utilidad, y la comunidad científica se concentraba generalmente en aprovechar sus características eléctricas. Un colector de Energía Solar, como las clásicas celdas solares que vemos a diario, se construye a partir de un material semiconductor en el que la Luz Solar Incidente genera una diferencia de potencial. Pero parece que esa no es la única forma de obtener Energía de un haz luminoso.

Los efectos efectos magnéticos de la Luz, más intensos de los que se había previsto.

Un descubrimiento, hecho por un grupo de investigadores de la Universidad de Michigan liderado por Stephen Rand, podría reducir sustancialmente los costos de producción de la Energía Solar en los próximos Años. El equipo de Rand descubrió que los efectos efectos magnéticos de la Luz pueden ser hasta 100 Millones de veces más intensos de los que se había previsto, lo que “podría conducir al desarrollo de un nuevo tipo de célula Solar que no requiera de semiconductores”. Si estos especialistas están en lo cierto, se podría construir una suerte de "batería óptica" completamente diferente a las celdas solares actuales. Según Rand, “en las celdas solares convencionales, la Luz penetra en el material, es absorbida y genera Calor. En una batería óptica no existiría el problema del Calor. En lugar de ser absorbida, la Energía de la Luz sería almacenada en el Momento magnético, proporcionando una fuente de Energía capacitiva.” No deberíamos sorprendernos si todo esto nos suena a Chino, ya que se trata de un efecto lo suficientemente extraño como para haber pasado desapercibido durante 100 Años.

Este hallazgo podría conducir al desarrollo de un nuevo tipo de célula Solar.

Stephen Rand se desempeña como profesor de los departamentos de Ingeniería Eléctrica, Ciencias de computadoras y Física de la Universidad de Michigan. Explica que probablemente nada de esto se descubrió antes porque, al mirar las ecuaciones de movimiento relacionadas, este efecto no es evidente. El trabajo de su equipo ha sido publicado en el Journal of Applied Physics, donde puede leerse que para crear una batería de este tipo se necesita que la Luz penetre por un material que sea un mal conductor eléctrico, como el vidrio, y enfocarse con una intensidad cercana a los 10 Millones de watts por centímetro cuadrado. Los primeros experimentos se están efectuando con haces de Luz Láser, pero pronto se efectuarán ensayos utilizando Luz Solar. Dado el potencial que tiene este efecto magnético de la Luz para construir algún tipo de generador comercialmente viable, la Universidad de Michigan ya ha tramitado las patentes correspondientes.

Fuente: Web
Spoiler:
Analisis

Kamus

Cantidad de envíos : 3536
Nivel de Aportación : 6626
Fecha de inscripción : 01/11/2009
Localización : Matrix Holografica

Volver arriba Ir abajo

Re: Universidad de Michigan - Luz --> Energía solar sin celdas solares

Mensaje por caccr2000 el 19/4/2011, 01:56

¿Qué ocurre cuando dos rayos de luz se cruzan? ¿Chocan, interactúan de alguna manera? La respuesta válida en la mayoría de las situaciones es: no, no interactúan. Al igual que dos pequeñas olas en una piscina, cada "onda" llega, se cruza con las demás, y cada cual sigue su camino sin inmutarse. El resultado es que en cada punto existe una suma, o superposición, de los efectos de cada una de las ondas de luz:

http://3.bp.blogspot.com/-LfplxYaBIfU/Tadnax1Cx3I/AAAAAAAAA8U/P3tcSJp_S_c/s1600/waves_added.gif



Pero esto es en una primera aproximación, que asume que la respuesta del medio es lineal. Un frente de onda de luz en realidad se puede ver como un campo eléctrico y magnético ligados mediante leyes muy bien definidas que hacen que se propaguen cada uno en un plano perpendicular al otro, como en este esquema:


http://4.bp.blogspot.com/-leqXbOGH0SU/Tadp8zjf4GI/AAAAAAAAA8c/v4RFuuSUT3M/s1600/electromagneticwavefigure1.jpg




Los campos eléctrico (E) y magnético (B), propagándose en dirección Z+.


El campo eléctrico (E) es mucho más intenso que el magnético (B), y al pasar por un material dieléctrico "empuja" a los electrones de los átomos formando una pequeña diferencia de potencial eléctrico, o densidad de flujo eléctrico (D), que no sólo depende del campo E, sino de las propiedades del material:

D = εE + P (ε es la permitividad eléctrica)

Las ecuaciones de comportamiento de las ondas electromagnéticas dictan que el campo magnético depende de esta densidad de flujo D, que sólo depende del campo eléctrico E indirectamente, por lo que la propagación de la onda en el material depende de la fórmula concreta para su densidad de flujo D.

Cuando esta expresión es lineal, se cumple que rayos de luz se cruzan sin ningún efecto y cada cual sigue con su camino. Pero en realidad, ningún material es perfectamente lineal, sino que su comportamiento depende de la intensidad de la luz.

A muy altas intensidades, empiezan a aparecer efectos no lineales, y las cosas se ponen interesantes: se pueden conseguir efectos como duplicar o triplicar la frecuencia de la luz (en realidad es un efecto que se explota intensivamente también en electrónica).

Incluso, como se descubrió en 1962, se puede rectificar la componente eléctrica de la luz aprovechando las no linealidades de segundo orden, en algo similar a los rectificadores de diodos semiconductores para corriente alterna con el que seguro que muchos estáis familiarizados (los ya casi obsoletos transformadores): por un lado entra una "onda", con un voltaje medio de cero, y por el otro sale una corriente eléctrico con componente de continua que se puede extraer como corriente eléctrica.




Esquema de rectificador electrónico a diodos (ojo, es sólo un símil de lo que ocurre realmente dentro de materiales ópticos no lineales)



Pues bien, científicos de la universidad de Michigan han anunciado hoy que han descubierto una nueva forma de extraer electricidad a partir de la luz. En un artículo publicado hace unos días en Journal of Applied Physics titulado "Optically-induced charge separation and terahertz emission in unbiased dielectrics" (paper, no acceso libre), los científicos dicen literalmente que la componente magnética de la luz (el campo B) también genera "intensos dipolos a intensidades de luz tan bajas como 10MW/cm^2 en dieléctricos transparentes", un "descubrimiento sorprendente" que "se pasó por alto en los primeros años de estudio de óptica no linear".

En el artículo mencionan que el fenómeno se ha estudiado tanto mediante teoría cuántica como mediante análisis numérico con teoría de perturbaciones, demostrando que la interacción de dicho campo magnético desplaza la posición media de los electrones en el átomo, generando por tanto un dipolo eléctrico estático a lo largo del eje de propagación, lo que implica que se está almacenando energía magnética en el material: el material se convierte en una "batería" cargada de energía óptica de la que se puede extraer electricidad.

Lo más interesante son los cálculos teóricos que presentan para la energía eléctrica que se puede extraer, prediciendo eficiencias máximas en la conversión desde energía óptica para distintos casos.

Para una pieza de zafiro de 4.45cm de largo en el que se enfoque 1KW de luz en un haz de 50micrometros se obtiene una eficiencia del 0.1%.

Si en cambio se usa una fibra óptica de zafiro de 10m de longitud, la eficiencia subiría hasta el 30%. Estos cálculos se cumplen para haces de luz coherentes como los de un láser.

Lo interesante para usar esta tecnología como fuente de energía es que funcione con luz no coherente como la que podría provenir del Sol. Y de hecho los autores demuestran que funcionaría, aunque a menor eficiencia. Como ejemplo, para un colector de luz de 1m de diámetro que la concentrara en una fibra de 1cm y 10m de largo, la eficiencia sería del 3%.

Los autores argumentan que el coste del sistema sería inferior a las actuales células fotoeléctricas, al reemplazar semiconductores por una "sencilla" fibra óptica.

Hasta aquí las buenas noticias. Las malas: el sistema aún no se ha probado en la práctica. Esperan informar de los primeros experimentos durante este año 2011.

Y además, la universidad de Michigan ha iniciado trámites para una patente que le asegure la propiedad intelectual.


Como no pretendo que este post explique todas las complejidades del nuevo descubrimiento, solamente me queda dirigir a los interesados que entiendan de la materia al reciente paper.

http://jap.aip.org/resource/1/japiau/v109/i6/p064903_s1?isAuthorized=no


Imágenes:

http://www.pitt.edu/~jdnorton/teaching/HPS_0410/chapters/quantum_theory_waves/index.html
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/polarizedlight/emwave/index.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Gratz.rectifier.en.svg

fuente: http://ciencia-explicada.blogspot.com/2011/04/rectificacion-optica-un-nuevo-metodo.html

caccr2000

Cantidad de envíos : 377
Nivel de Aportación : 417
Fecha de inscripción : 23/02/2010

Volver arriba Ir abajo

Re: Universidad de Michigan - Luz --> Energía solar sin celdas solares

Mensaje por caccr2000 el 19/4/2011, 02:30

a esto le anexo las siguientes paginas

http://www.europapress.es/sociedad/ciencia/noticia-presentada-primera-hoja-artificial-coste-20110328114045.html

http://www.publico.es/ciencias/368344/una-hoja-artificial-saca-energia-del-agua




caccr2000

Cantidad de envíos : 377
Nivel de Aportación : 417
Fecha de inscripción : 23/02/2010

Volver arriba Ir abajo

Re: Universidad de Michigan - Luz --> Energía solar sin celdas solares

Mensaje por Contenido patrocinado Hoy a las 04:36


Contenido patrocinado


Volver arriba Ir abajo

Ver el tema anterior Ver el tema siguiente Volver arriba

- Temas similares

 
Permisos de este foro:
No puedes responder a temas en este foro.