//Avances en energía solar fotovoltaica

Avances en energía solar fotovoltaica

La energía solar ha revolucionado el panorama energético mundial gracias a sus características de fuente alternativa sostenible. Es cada vez más alta la apuesta que gobiernos e industrias hacen por la energía solar como sustituta del carbón para contribuir a un desarrollo sostenible y luchar frente al cambio climático.

En este sentido, los expertos en energía solar continúan experimentando para llevar un paso más allá la tecnología solar fotovoltaica. Hoy en Bester, especialistas en energías renovables, queremos mostrarte algunos avances en energía solar fotovoltaica.

Panel solar flotante

Son paneles solares que pueden ser instalados sobre grandes masas de agua como embalses, lagos, balsas y canales de agua para riego y otros usos. Es una alternativa para los parques solares de tierra, sencilla y asequible. Estos paneles solares flotantes están pensados para compañías que usan grandes superficies de agua, destinándolas a darle un uso.

Otra ventaja de la ubicación sobre el agua es el aumento de la eficiencia de los paneles; según diferentes estudios, podrían producir hasta un 20% más de energía porque el agua no acumula calor, en oposición a la tierra.

Sin embargo, las olas grandes son la amenaza más evidente para los parques solares flotantes instalados en ultramar. Pero también el salitre y la corrosión por la sal marina pueden provocar daños en las estructuras metálicas a las que se adhiere y en los paneles solares, reduciendo su eficiencia y su vida útil.

China tiene, por ahora, el parque solar flotante más grande del mundo. Está construido sobre una peculiar laguna artificial, en la provincia minera y oriental de Anhui, con una potencia de hasta 30 megavatios y que es capaz de suministrar electricidad a unas 15.000 viviendas funcionando a pleno rendimiento.

Perovskitas

En 2016, la tecnología de fabricación de células solares usando perovskitas fue nombrada como una de las 10 principales tecnologías que podrían transformar la industria y salvaguardar nuestro planeta, por el Foro Económico Mundial.

Las células solares actuales se basan en silicio, un material difícil de encontrar de forma pura. Por lo que normalmente se funde el dióxido de silicio, que es abundante, pero se necesita muchísima energía para eliminar el oxígeno unido a él, que se traduce en elevadas emisiones de gases de efecto invernadero. El proceso productivo es complicado e intensivo energéticamente. Estas células basadas en silicio son rígidas y pesadas y su eficiencia es limitada.

La perovskita no es un único material, sino una estructura cristalina en la que caben innumerables combinaciones posibles. Las propiedades fotovoltaicas de este material podrían permitir fabricar paneles solares de mayor rendimiento y conseguir electricidad barata a partir del sol y con menos emisiones. Las celdas de perovskita se producen a temperaturas que nunca superan los 200 grados, y mediante procesos más sencillos de deposición.

Aunque presenta algunos inconvenientes:

  • La perovskita tiende a descomponerse de forma rápida, limitada estabilidad de sus componentes, que se ven afectados por la humedad ambiental.
  • La perovskita contiene plomo, un metal muy tóxico.
  • El tiempo de vida de un panel solar de perovskita no puede competir todavía con el de un panel de silicio.

La mayoría de investigadores y el mercado consideran que la perovskita no sustituirá al silicio, al menos a medio plazo. “En el mejor de los casos puede hacer al silicio más eficiente”, comenta Henk Bolink, investigador del Instituto de Ciencia Molecular de la Universidad de Valencia.

Tinta fotovoltaica

¿Es factible imaginarse una tinta que podría rociarse como un spray en los techos, paredes o ventanas de nuestros hogares para generar energía solar, una tinta capaz de convertir la energía de los rayos solares en electricidad? Varias empresas y grupos de investigación ya cuentan con materiales de estas características, y creen que podrían lanzarse al mercado modelos de tinta solar competitiva.

La tinta fotovoltaica surgió como una forma de mejorar la captación de energía solar por medio de los paneles semiconductores. La inyección de tinta fotovoltaica aumenta la receptividad en los paneles produciendo así una mayor cantidad de energía.

Las células se aplicarían por un método que se asemeja a la pintura de un coche o a la imprenta gráfica, pulverizando en varias capas. El desperdicio así es mínimo y este concepto permitiría adaptarlo fácilmente a una producción en serie.

Tinta solar de perovskita para paneles imprimibles

Tal y como comentábamos anteriormente, la mayoría de las células solares comerciales están hechas de láminas finas de silicio cristalino de muy alta pureza obtenibles mediante un proceso que consume mucha energía, requiere temperaturas superiores a 1.000 grados Celsius y grandes cantidades de peligrosos disolventes.

El Dr. Hairen Tan, y su equipo de investigación de la Universidad de Toronto, presentaron paneles solares impresos capaces de convertir casi cualquier superficie en un generador de energía. El artículo relacionado “Efficient and stable solution-processed planar perovskite solar cells via contact passivation” se publicó en la revista Science el 17 de febrero del año 2017.

Las células solares de perovskita (trióxido de titanio y calcio) dependen de una nanocapa de cristales ortorrómbicos diminutos, cada uno de ellos aproximadamente 1.000 veces más pequeño que el ancho de un cabello humano, de bajo costo y sensibles a la luz. Los preparados de perovskita se pueden mezclar en líquidos para formar una especie de “tinta solar”, utilizable para imprimir sobre vidrio, plástico u otros materiales mediante un simple proceso de impresión por inyección.

Ventajas e inconvenientes

Según sus impulsores, sus ventajas se encuentran en su precio y su respeto al medio ambiente. Por un lado, las actuales placas solares se hacen por medio de un proceso muy caro, además de necesitar cantidades importantes de energía. Por otro lado, cuando los paneles solares dejan de funcionar, deben ser reciclados de una manera adecuada, porque, de lo contrario, pueden llegar a ser muy contaminantes.
Sin embargo, hay un “pero”. La energía obtenida por medio de los paneles solares tradicionales sigue siendo mucho más eficiente que la tinta solar.

2019-01-24T16:59:38+00:00

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