{"id":14924,"date":"2021-10-13T02:00:21","date_gmt":"2021-10-13T02:00:21","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=14924"},"modified":"2021-10-13T02:00:21","modified_gmt":"2021-10-13T02:00:21","slug":"el-nist-investiga-una-tecnologia-que-captura-la-luz-interior-para-alimentar-los-dispositivos-iot","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=14924","title":{"rendered":"El NIST investiga una tecnolog\u00eda que captura la luz interior para alimentar los dispositivos IoT"},"content":{"rendered":"
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El Instituto Nacional de Est\u00e1ndares y Tecnolog\u00eda (NIST<\/a>), ubicado en Maryland (EE.UU.), ha desarrollado un estudio que sugiere un enfoque sencillo para capturar la luz en interiores con el fin de alimentar los dispositivos IoT, como sensores, c\u00e1maras, alarmas de humo, etc. En este proyecto, los investigadores probaron la capacidad de carga de peque\u00f1os dispositivos fotovoltaicos modulares hechos de diferentes materiales y comprobaron la efectividad del m\u00f3dulo de menor eficiencia, compuesto de silicio, conectado a un sensor de temperatura inal\u00e1mbrico.<\/p>\n

\"Investigador
La investigaci\u00f3n del NIST pretende ofrecer un enfoque sencillo para capturar la luz interior, con el fin de alimentar los dispositivos IoT.<\/figcaption><\/figure>\n

Uno de los inconvenientes que se encontraron fue que la luz artificial tipo LED abarca un espectro de luz m\u00e1s estrecho que las bandas m\u00e1s amplias emitidas por el sol, y algunos materiales de c\u00e9lulas solares capturan mejor estas longitudes de onda que otras.<\/p>\n

Los investigadores optaron por probar los minim\u00f3dulos fotovoltaicos hechos de fosfuro de galio indio (GaInP), arseniuro de galio (GaAs), dos materiales orientados a la luz LED blanca, y silicio, un m\u00e9todo menos eficiente, pero un material m\u00e1s asequible y com\u00fan.<\/p>\n

En la prueba se colocaron los m\u00f3dulos debajo de un LED blanco, alojado dentro de una caja negra opaca para bloquear las fuentes de luz externas. El LED produjo luz a una intensidad fija de 1.000 lux, comparable a los niveles de luz en una habitaci\u00f3n bien iluminada, durante la duraci\u00f3n de los experimentos.<\/p>\n

Los m\u00f3dulos fotovoltaicos de silicio y GaAs fueron menos eficientes que con la luz del sol, pero el m\u00f3dulo GaInP ofreci\u00f3 mejores resultados bajo el LED que con la luz solar. Tanto los m\u00f3dulos GaInP como GaAs superaron significativamente al silicio en interiores, convirtiendo el 23,1% y el 14,1% de la luz LED en energ\u00eda el\u00e9ctrica, respectivamente, en comparaci\u00f3n con la eficiencia de conversi\u00f3n de energ\u00eda del 9,3% del silicio.<\/p>\n

Los investigadores tambi\u00e9n realizaron una prueba de carga en la que calcularon el tiempo que tardan los m\u00f3dulos en llenar una bater\u00eda de 4,18 V. En \u00faltimo lugar qued\u00f3 el silicio, que tard\u00f3 m\u00e1s de un d\u00eda y medio.<\/p>\n

Rendimiento del m\u00f3dulo de silicio<\/h2>\n

En el segundo experimento, se utiliz\u00f3 un sensor de temperatura IoT que se conect\u00f3 al m\u00f3dulo fotovoltaico de silicio, colocado debajo de un LED en una caja negra. Al encender el sensor, los investigadores descubrieron que el sensor de temperatura pod\u00eda transmitir lecturas de forma inal\u00e1mbrica a un ordenador cercano, alimentado solo por el m\u00f3dulo de silicio.<\/p>\n

Los resultados, publicados en la revista Energy Science & Engineering<\/a>, demuestran que el m\u00f3dulo de silicio, que absorbe solo la luz de un LED, suministra m\u00e1s energ\u00eda que la que consume el sensor en funcionamiento. De esta forma, un dispositivo podr\u00eda continuamente funcionar mientras las luces permanecen encendidas, eliminando la necesidad de que alguien cambie o recargue manualmente la bater\u00eda. Despu\u00e9s de dos horas, apagaron la luz en la caja negra y el sensor continu\u00f3 funcionando, pero su bater\u00eda se agot\u00f3 en la mitad de tiempo que tard\u00f3 en cargarse.<\/p>\n

Aplicaci\u00f3n residencial<\/h2>\n

Para conocer la efectividad de los m\u00f3dulos en una vivienda, el equipo de NIST instalar\u00e1 dispositivos de medici\u00f3n de luz en una instalaci\u00f3n de prueba residencial Net-Zero Energy propiedad del instituto, para comprender qu\u00e9 luz est\u00e1 disponible durante todo el d\u00eda en una residencia promedio.<\/p>\n

Posteriormente, replicar\u00e1n las condiciones de iluminaci\u00f3n de la casa neta cero en el laboratorio para descubrir c\u00f3mo funcionan los dispositivos IoT con energ\u00eda fotovoltaica en un escenario residencial.<\/p>\n

Los datos se introducir\u00e1n en modelos inform\u00e1ticos que ayudar\u00e1n a predecir cu\u00e1nta energ\u00eda producir\u00edan los m\u00f3dulos fotovoltaicos en interiores dado un cierto nivel de luz, una capacidad clave para la implementaci\u00f3n rentable de la tecnolog\u00eda.<\/p>\n

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