La tecnología ha avanzado mucho desde el primer hogar alimentado por células fotovoltaicas en 1.980
Los paneles monocristalinos dominan ahora el mercado con eficiencias estimadas de entre el 16 y el 24%, seguidos de cerca por los modelos policristalinos. ¿Los destronarán pronto los paneles de nueva generación?
En el dinámico mercado de las energías renovables, los ingenieros compiten entre sí para diseñar módulos cada vez más eficientes que desafíen los límites naturales de la energía solar.
Según, expertos en la instalación de placas solares, las innovaciones que podrían convertirse en el futuro de la energía fotovoltaica:
Aumento de la eficiencia fotovoltaica
Paneles solares bifaciales
Los paneles solares bifaciales están diseñados para captar la luz solar desde ambos lados. La cara frontal de los módulos recibe la luz directa. Pero, ¿cómo puede la cara posterior, a la sombra, producir también electricidad? Cubiertas por una lámina transparente o un doble vidrio templado, las células captan el brillo de los rayos solares y los reflejan en su entorno. Es el efecto albedo.
En 2020, los paneles bifaciales representaban el 10% del mercado. Se utilizan principalmente para centrales fotovoltaicas instaladas en el suelo, pero también pueden instalarse en tejados mediante soportes.
Pueden aumentar el rendimiento entre un 5 y un 15%. A pesar de las limitaciones de implantación y estéticas, la Hoja de Ruta Tecnológica Internacional para la Fotovoltaica (ITRPV) les augura un brillante futuro, con un 70% del mercado de paneles solares en 2030.
Paneles de perovskita de alta eficiencia
Los expertos depositan ahora sus esperanzas en la perovskita para que actúe como semiconductor en lugar del silicio. Este componente mineral, raro en la naturaleza, puede reconstituirse fácilmente. Su principal ventaja: su rendimiento.
La eficacia teórica de los paneles solares de perovskita se estima en casi un 30%.
La segunda ventaja es que los costes de producción son inferiores a los del silicio, con la esperanza de abaratar las instalaciones fotovoltaicas. Flexible y transparente, la perovskita podría integrarse discretamente en cualquier superficie.
Pero (y hay un, pero) este material es frágil y su vida útil es más corta que la del silicio. Se degrada bajo los efectos del calor y el oxígeno. La solución podría ser inesperada.
Los investigadores han demostrado recientemente que el licopeno, un pigmento presente en los tomates, mejoraría su estabilidad y su rendimiento ¡hasta en un 3%! Las investigaciones siguen confirmando estos hallazgos, que podrían revolucionar el mundo de la energía fotovoltaica.
Superar las limitaciones naturales de la energía solar
Paneles solares que producen de noche
Se llaman paneles «solares nocturnos«. Un maravilloso oxímoron, dirás tu. Esta figura retórica consiste en combinar dos palabras con significados contradictorios.
Los paneles fotovoltaicos funcionan con luz solar. ¿Cómo se puede producir electricidad por la noche? Los investigadores han encontrado una solución ingeniosa.
Actualmente se están probando prototipos de paneles solares nocturnos. El principio: utilizar el calor para producir electricidad gracias a un generador termoeléctrico. El calor procede de los propios módulos. Los paneles lo almacenan durante el día y lo liberan por la noche para enfriarse.
No obstante, el rendimiento reducido podría utilizarse para cubrir las necesidades de electricidad nocturna, como la iluminación LED de bajo consumo. Es un paso prometedor hacia la optimización del autoconsumo.
Paneles solares híbridos: sol y lluvia
Desde hace varios años, los ingenieros trabajan en el diseño de paneles solares que produzcan electricidad incluso cuando llueve.
La idea es aprovechar el rozamiento de las gotas de agua sobre los módulos fotovoltaicos gracias al efecto triboeléctrico. Es el contacto del agua sobre el polímero que recubre las células lo que crea una corriente.
Es similar a la forma en que la piel entra en contacto con otro material y provoca una pequeña descarga eléctrica o «subida de tensión«. Una innovación que aún requiere algunas mejoras en términos de rendimiento.
Simplificar la instalación de sistemas fotovoltaicos
Tejas solares
En términos de estética, las tejas solares han hecho su aparición en el mercado. Como su nombre indica, las tejas solares son módulos discretos que pueden fijarse a las tejas existentes o sustituirlas.
Su principal ventaja: un aspecto muy estético que permite reconciliar las energías renovables con el sol.
Su coste es actualmente más elevado que el de los paneles solares tradicionales, pero su rendimiento es menor. También plantean problemas de mantenimiento. Pero esta atractiva alternativa podría democratizarse pronto, con el desarrollo de la competencia y el lanzamiento de modelos de tejas solares producidos en España.
Paneles solares autoadhesivos
Pronto será posible pegar paneles fotovoltaicos en el tejado. Varias empresas de equipos fotovoltaicos están trabajando en ello. Más ligeros y maleables, la idea es poder colocarlos en tejados irregulares con una estructura frágil o en cualquier tipo de soporte. Su resistencia al calor y su eficacia aún deben optimizarse antes de que puedan comercializarse a corto plazo.
Invertir en nuevos espacios para desarrollar la fotovoltaica
Paneles solares flotantes
Los paneles solares flotantes hicieron su aparición en 2.019 con el primer parque fotovoltaico flotante.
Instalados en el mar en zonas no navegables o en lagos artificiales contaminados, permiten aumentar la potencia fotovoltaica nacional sin competir con los usos agrícolas o urbanos. Esta alternativa se está utilizando en países con espacio limitado, como Singapur.
El principio se basa en un sistema en el que todos ganan. El agua enfría los módulos y mejora su eficacia. Los paneles solares evitan que el agua se caliente, lo que reduce la evaporación y la proliferación de algas.
¿Paneles solares en el espacio?
El principio de la investigación es no poner límites. En mayo de 2.020, los estadounidenses enviaron al espacio un panel solar alojado en un dron. Su misión: convertir la luz solar y redirigirla hacia la Tierra. La energía es captada por antenas que la transforman en electricidad utilizable.
En el espacio, la energía solar no puede ser más local, potente, ilimitada y constante. La ambición de China es crear en 2.050 una granja solar en órbita alrededor de la Tierra para abastecer de energía a toda una ciudad. A continuación, una nueva conquista del espacio…
Además de estas 8 innovaciones, la investigación en el campo de la energía fotovoltaica es abundante, en consonancia con los retos de la transición energética.
La carrera por el sol, lanzada en 1.839 con el descubrimiento del efecto fotovoltaico por Antoine Bequerel, se acelera en beneficio del planeta y de nuestros bolsillos.
