Harvard se pasa el juego: sus científicos crean un panel solar que genera calor o electricidad, según el clima

Actualmente, los sistemas tradicionales de captación solar operan bajo un modelo de salida única: o generan corriente o producen calor, sin importar cómo esté el clima. Esta falta de flexibilidad provoca que, a menudo, desaprovechemos el potencial del sol cuando las necesidades cambian según la estación del año.

Debido a esto, un equipo de científicos de la Universidad de Harvard ha diseñado un panel solar híbrido con capacidad de autorregulación. El invento fue desarrollado en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (SEAS) y utiliza principios físicos básicos para alternar su función de forma pasiva.

Gracias a este avance de Estados Unidos, la infraestructura del edificio reacciona al clima exterior sin intervención humana, lo que optimiza el rendimiento energético global de viviendas, invernaderos o vehículos.

¿Cómo funciona el panel solar que cambia según el clima de Harvard?

Este panel solar opera con un interruptor óptico de cambio de fase que utiliza una capa de fluido confinada sobre una lente de Fresnel. Según el estudio publicado en la revista científica PNAS y difundido por el Instituto Salata para el Clima y la Sostenibilidad de la Universidad de Harvard, el dispositivo emplea agua como mediador para dirigir la luz hacia una celda fotovoltaica o hacia el interior de la estancia.

El sistema aprovecha la diferencia de refractividad entre el estado líquido y el gaseoso del agua para decidir el destino de la radiación solar. Cuando la temperatura exterior es cálida, el agua se mantiene en fase de vapor dentro de una cavidad sellada.

En este estado, el desajuste del índice de refracción entre el vapor y el material plástico de la lente permite que los microcanales de la estructura concentren la luz directamente sobre una pequeña celda solar. Es en ese momento cuando el dispositivo prioriza la producción de electricidad, fundamental para alimentar los sistemas de aire acondicionado durante los meses de verano.

Por el contrario, si el termómetro baja y el ambiente refresca, el vapor se condensa y forma una fina película líquida sobre la lente. Esta capa de agua reduce la diferencia de refracción, lo que anula la capacidad de enfoque de la lente y permite que la luz pase de largo hacia el interior del edificio. Una vez dentro, la radiación se absorbe en forma de calor, lo que proporciona una calefacción natural que reduce la dependencia de sistemas eléctricos o de gas en invierno.

La funcionalidad del panel solar autorregulable de Harvard

En términos de rendimiento, este sistema destaca por su eficiencia térmica, ya que en modo calefacción logra convertir el 90% de la luz solar incidente en calor para el interior del edificio.

Esta capacidad supone un rendimiento comparado excepcional, ya que es aproximadamente cinco veces superior al aprovechamiento térmico que ofrece un panel fotovoltaico convencional cuando se combina con un radiador eléctrico. Además, la viabilidad del proyecto se apoya en el uso de materiales asequibles, ya que usa resinas poliméricas y métodos de fabricación escalables, como el moldeado o la impresión, que facilitan su futura producción masiva para el mercado inmobiliario.

Los paneles solares autorregulables creados por Harvard

La gran ventaja de esta propuesta de Harvard es su carácter totalmente autónomo, ya que no requiere sensores electrónicos ni bombas para activar el cambio de modo. La transición se calibra mediante el punto de rocío del aire atrapado en el panel.

En las pruebas de laboratorio lideradas por Raphael Kay y Rafiq Omair, el equipo fijó este umbral en 15°C. Con esta configuración, el panel genera mayoritariamente electricidad de mayo a octubre y se centra en el calor de noviembre a abril, ajustándose a los ciclos estacionales.

Este nuevo invento, liderado por la profesora Joanna Aizenberg, permite que componentes como tragaluces o fachadas actúen como elementos dinámicos. Al integrar esta tecnología, el dispositivo funciona como un filtro regulador que optimiza la entrada de radiación solar según la necesidad térmica puntual del interior. El sistema no se limita a la generación de energía, sino que gestiona el confort ambiental al priorizar la captación de calor o electricidad de forma autónoma.