Es posible que algún día los drones multirrotor puedan recargar sus baterías mientras están fuera de casa, en lugar de tener que regresar a una estación de carga. Podrían hacerlo mediante células solares ultrafinas a bordo, que ya han sido probadas con éxito en un pequeño cuadricóptero.
Una de las razones por las que no vemos que los drones se utilicen más ampliamente ahora es porque la mayoría de ellos pueden volar sólo unos 30 minutos antes de que se agote su batería. Esto significa que normalmente se limitan a realizar viajes de ida y vuelta que duran sólo 15 minutos en cada sentido, desde su base hasta el destino y viceversa.
Una alternativa pasa por hacer que se detengan en las estaciones de carga. a lo largo de sus rutas asignadas según sea necesario, pero esas estaciones aún tendrían que ser construidas, alimentadas y mantenidas. Además, los drones se limitarían a seguir rutas de vuelo que incorporaran las estaciones.
Ahí es donde entran las nuevas células solares.
Creadas por científicos de la Universidad Johannes Kepler de Linz, Austria, las células ligeras y flexibles están hechas de un material semiconductor conocido como perovskitay tienen menos de 2,5 micrómetros de grosor, es decir, solo 1/20 del ancho de un cabello humano. Y lo que es más importante, tienen una eficiencia del 20,1 % a la hora de convertir la luz solar en electricidad, además cuentan con una potencia de salida de hasta 44 vatios por gramo.
En una prueba de concepto de la tecnología, los científicos montaron una matriz en forma de anillo de 24 células en un cuadricóptero en miniatura CX10 disponible comercialmente, que fue denominado Solar Hopper. La matriz representaba sólo 1/25 del peso total del avión aumentado, y las células mismas representaban sólo 1/400.
Para una serie de pruebas en interiores, que se llevaron a cabo bajo una fuente de luz artificial que simulaba la luz solar, el dron se mantuvo repetidamente flotando a media aceleración durante 10 segundos, luego aterrizó y se dejó recargar durante 30 minutos. Completó con éxito seis de estos ciclos consecutivos de «carga-vuelo-carga», y posiblemente podría haber seguido haciéndolos indefinidamente.
En otra serie de experimentos, el Solar Hopper volvió a flotar a media aceleración, pero esta vez se dejó así hasta que se agotó la batería. Estas pruebas se realizaron con y sin el panel solar conectado. Se descubrió que cuando se conectaba la matriz, el tiempo de vuelo se extendía aproximadamente un 6%.
No es una cantidad enorme, pero claro, la tecnología es destinado más a permitir que los drones se detengan y recarguen dondequiera que se pueda acceder a la luz del sol, no por permitirles recargar mientras están en vuelo. Además, los científicos señalan que la cifra habría sido mayor si el dron se hubiera modificado para que fuera más eficiente energéticamente.
Y por supuesto, la tecnología podría tener usos más allá de la recarga de drones.
«Las células solares ultrafinas y ligeras no sólo tienen un enorme potencial para revolucionar la forma en que se genera energía en la industria aeroespacial, sino que también existe una amplia gama de aplicaciones que incluyen la electrónica portátil y el Internet de las cosas, que también pueden beneficiarse de esto. nueva tecnología», afirma Christoph Putz, uno de los autores principales del estudio. «La energía fotovoltaica ligera, adaptable y altamente eficiente es la clave para desarrollar la próxima generación de sistemas energéticos autosuficientes».
Recientemente se publicó en la revista un artículo sobre la investigación, dirigida por los profesores Martin Kaltenbrunner y Niyazi Serdar Sariciftci. Energía de la naturaleza.