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Universidad Aalto: nuevo método para aplicar células solares sobre textiles


Un grupo de investigadores de la Universidad Aalto (Finlandia) ha desarrollado un nuevo método para aplicar células solares sobre textiles

 12.07.2022.- Investigadores de los Dptos. de Física y Diseño de la Universidad Aalto (Finlandia) han desarrollado un nuevo método para adherir células solares sobre textiles que las hace resistentes al lavado a máquina y hacerlas estéticamente menos problemáticas. En ensayos anteriores, las células solares se habían instalado en las superficies, en capas o tejidas en los hilos de los textiles. La Universidad Aalto es conocida por su implicación en el desarrollo de soluciones tecnológicas para el textil/confección. 

Durante los tres años que ha durado el proyecto Sun-powered Textiles, también han conseguido que los tejidos con células solares fueran reciclables. Existían ya algunos tejidos de este tipo, pero no se había estudiado su resistencia al lavado. 

Entre las aplicaciones más prometedoras de este desarrollo se encuentran las prendas laborales y de exterior, además de las cortinas, que reaccionan a los cambios de luz. 

Nuestra hipótesis de trabajo ha sido que la estructura de la célula solar podría romperse en el lavado, ya que las células no estaban diseñadas para ser lavables a máquina. El lavado es un proceso estresante en el que los textiles y las células están sometidos a presión y colisiones, ha explicado Elina Ilen, especialista del Dpto. de Diseño de Aalto.

Universidad Aalto, células solares sobre textiles

Mecánica del proceso 

Los investigadores laminaron un componente de célula solar entre los textiles, dentro de una película de poliuretano impermeable, para que se pudiera lavar a máquina. A continuación, los textiles que contenían el componente de la célula solar se lavaron docenas de veces a 40 grados centígrados. 

Un investigador de física midió entonces el rendimiento de las células solares después de proceso de lavado. Cinco de las ocho muestras conservaron su eficacia, y tres perdieron alrededor del 20% de su potencia. Ninguna de las células ni de los tejidos resultaron dañados durante el proceso. 

Ahora que se ha demostrado que la célula solar laminada entre los textiles es lavable a máquina, tenemos que proteger el resto de los componentes. Nuestra idea es que todos los componentes eléctricos del textil inteligente puedan estar en el mismo contenedor que la célula solar. Así tendríamos un dispositivo electrónico lavable a máquina que está incrustado en el textil y que nunca necesita cargar o sustituir su batería, ha añadido Janne Halme, profesor del Dpto. de Física Aplicada de la Universidad. 

Cualquier célula solar colocada bajo el textil al que se adhiere tiene que tener una superficie significativamente mayor que una célula colocada encima. Un trozo de tejido normal se come aproximadamente el 70% de la capacidad de una célula. Si el tejido es más poroso, el porcentaje es lógicamente menor. 

Los factores clave en la capacidad de los tejidos para dejar pasar la luz son el material, la transparencia y el corte transversal de la fibra, la estructura de los hilos, el grosor y la trama del tejido, los colores y el acabado. Los colores claros transmiten mejor la luz que los oscuros, pero un tejido completamente negro y opaco también puede funcionar. 

La gestión de datos es la actividad que consume más energía 

Las células solares comerciales utilizadas en el estudio estaban compuestas por un solo cristal y eran de silicio. Pueden detectar a simple vista la luz invisible, que constituye la mayor parte de la luz solar. Ocultar el textil consume parte de la energía de la célula solar, pero mejora su durabilidad, ya que está mejor protegida del exterior. 

Los investigadores utilizaron tejidos cuyas fibras estaban hechas de un solo material, por lo que pueden reciclarse de la forma más eficiente posible. Los componentes electrónicos pueden extraerse del tejido simplemente aplicando primero calor y arrancándolos después. 

La cantidad de energía que reciben las células depende de su tamaño, cantidad y ubicación. La cantidad de energía que se necesita viene impuesta por el uso que se le dé.

Un aspecto crucial es la frecuencia con la que la aplicación envía datos. Las funciones que más energía consumen son el envío de información, la realización de cálculos y la proyección en pantallas. Por eso, las células solares ocultas en los textiles no bastan para cargar un smartphone o un smartwatch, pero son adecuadas para cosas como medir la temperatura y la humedad. 

El equipo que ha trabajado en este proyecto cree que en estos momentos las prendas laborales constituyen la aplicación con mayor proyección para los textiles con células solares. Como son más gruesas que las prendas de calle, las células solares tienen en ellas un impacto limitado en su aspecto y tacto. 

+ Info: https://www.aalto.fi/en/news/researchers-developed-invisible-machine-washable-solar-cell-technology-for-clothing