NUEVAS TECNOLOGÍAS EN PRODUCCIÓN SOLAR

Las instalaciones de paneles solares siguen creciendo rápidamente, pero la industria de fabricación de paneles solares está de capa caída dado que la oferta supera a la demanda . Este pobre mercado puede que esté desacelerando la innovación, pero aún así los avances continúan. A juzgar por el estado de ánimo la semana pasada en la Conferencia de Especialistas en Fotovoltaica IEEE en Tampa, Florida (EE.UU), la gente en la industria sigue siendo optimista sobre sus perspectivas a largo plazo.

La tecnología que ha sorprendido a casi todo el mundo es la del silicio cristalino convencional. Hace unos años, los paneles solares de silicio costaban 4 dólares (3,06 euros) por vatio, y Martin Green, profesor de la Universidad de Nueva Gales del Sur (Australia) y uno de los principales investigadores de paneles solares de silicio, declaró que nunca bajarían a menos de 1 dólar (0,76 euros) por vatio. "Ahora están a algo así como 50 centavos (38 céntimos) el vatio, y se habla de llegar a los 36 centavos (28 céntimos)", señala.

El Departamento de Energía de EE.UU. ha fijado el objetivo de llegar a menos de 1 dólar por vatio, y no solo para los paneles solares, sino para la instalación de sistemas completos. Green cree que la industria solar llegará a ese objetivo, incluso antes de lo previsto. De ser así, eso bajaría el coste directo de la energía solar a seis centavos de dólar (5 céntimos de euros) por kilovatio-hora, una cantidad inferior al precio medio esperado de la energía generada por las nuevas plantas de gas natural. (El coste total de la energía solar, que incluye el coste en que incurren las eléctricas para compensar su intermitencia, sería más alto, aunque el precio exacto dependerá de la cantidad de energía solar que se encuentre en la red y de otros factores).

Todos los miembros de la industria de paneles solares de silicio han estado buscando formas de reducir costes y mejorar la potencia de salida de los paneles solares, y eso ha llevado a una reducción continua de los costes. Green señala algo tan mundano como las pastas utilizadas en la serigrafía de las características de los paneles solares. El laboratorio de Green construyó una célula solar en la década de los 90 que estableció un récord de eficiencia dentro de la células solares de silicio, un récord que se mantiene hasta hoy día. Para lograr ese récord, tuvo que usar caras técnicas de litografía para crear hilos finos con los que colectar la corriente de la célula solar. Pero una serie de mejoras graduales han hecho posible el uso de serigrafía incluso para producir líneas cada vez más finas. Varias investigaciones recientes sugieren que las técnicas de serigrafía pueden producir líneas de hasta 30 micrómetros de grosor, aproximadamente el ancho de las líneas que Green usó en sus células solares, pero a un coste mucho más bajo que sus técnicas de litografía.

Green señala que esta y otras técnicas reducirán costes y harán que resulte más práctico reproducir los diseños de su célula solar en líneas de producción. Algunas empresas han desarrollado técnicas de fabricación para los contactos metálicos delanteros. Implementar el diseño de los contactos eléctricos traseros es más difícil, pero cree que las empresas lograrán hacerlo.

Mientras tanto, los investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables han creado células solares flexibles sobre un nuevo tipo de vidrio de Corning llamado Willow Glass, delgado y que puede enrollarse. El tipo de célula solar que han creado es el único competidor actual del silicio en términos de producción a gran escala, el teluro de cadmio de película delgada. Actualmente ese tipo de células solares se fabrica en lotes (como ocurre con las células solares de silicio), pero la capacidad de crearlas sobre una lámina flexible de vidrio plantea la posibilidad de la fabricación de rollo a rollo continua (como en el caso de la impresión de periódicos), lo que puede reducir el coste por vatio y aumentar la producción.

Uno de los exalumnos y colegas de Green, Jianhua Zhao, cofundador del fabricante de paneles solares China Sunergy, anunció esta semana que está construyendo una línea de producción piloto para una célula solar de doble cara que puede absorber la luz por la parte delantera y la trasera. La idea básica, que no es nueva, es que durante algunas partes del día la luz del sol recae sobre la tierra entre las hileras de paneles solares de una planta de energía solar. Esa luz se refleja en la parte posterior de los paneles y podría ser cosechada para aumentar la potencia de salida. Esto funciona particularmente bien cuando los paneles solares se construyen sobre arena, que es altamente reflectante. Mientras que un panel solar de un solo lateral puede generar 340 vatios, uno de dos caras puede generar hasta 400. Espera que los paneles logren generar entre un 10 y un 20 por ciento más de electricidad en el transcurso de un año.

Este tipo de paneles solares podrían montarse verticalmente, como una valla, de modo que un lado recoja la luz del sol de la mañana, y el otro de la tarde. Eso haría posible la instalación de paneles solares sobre muy poca cantidad de terreno, y por ejemplo podrían servir como barreras contra el ruido en carreteras. Tal disposición también podría ser útil en áreas con mucho polvo. Muchas zonas de Oriente Medio podrían parecer buenos lugares para los paneles solares, ya que reciben una gran cantidad de luz solar, pero las frecuentes tormentas de polvo disminuyen la potencia de salida. Los paneles verticales no acumularían tanto polvo, lo que podría ayudar a hacer que el sistema sea rentable.

A más largo plazo, Green apuesta por el silicio, con el objetivo de aprovechar las enormes reducciones de costes que ya se han producido gracias a la tecnología. Espera aumentar en gran medida la eficiencia de los paneles solares de silicio mediante la combinación de silicio con uno o dos semiconductores, seleccionados individualmente para convertir de manera eficiente una parte del espectro solar que el silicio no convierta con eficiencia. Añadir un semiconductor podría aumentar la eficiencia desde el rango del 20-25 por ciento a alrededor de un 40 por ciento. La adición de otro podría lograr eficiencias factibles de hasta el 50 por ciento, lo que reduciría a la mitad el número de paneles solares necesarios para una instalación determinada. El reto es producir buenas conexiones entre estos semiconductores, algo difícil dada la disposición de los átomos de silicio en el silicio cristalino.