{"id":11147,"date":"2022-03-10T06:11:01","date_gmt":"2022-03-10T05:11:01","guid":{"rendered":"https:\/\/thesmartcityjournal.cibeles.net\/sin-categorizar\/cener-y-la-upna-trabajan-para-incrementar-la-eficiencia-de-los-modulos-fotovoltaicos\/"},"modified":"2022-03-09T21:30:05","modified_gmt":"2022-03-09T20:30:05","slug":"cener-y-la-upna-trabajan-para-incrementar-la-eficiencia-de-los-modulos-fotovoltaicos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thesmartcityjournal.com\/es\/sostenibilidad\/cener-y-la-upna-trabajan-para-incrementar-la-eficiencia-de-los-modulos-fotovoltaicos","title":{"rendered":"CENER y la UPNA trabajan para incrementar la eficiencia de los m\u00f3dulos fotovoltaicos"},"content":{"rendered":"

Una iniciativa coordinada por ADItech, como agente coordinador del SINAI, y financiada por el Ejecutivo foral en la convocatoria de ayudas a centros tecnol\u00f3gicos y organismos de investigaci\u00f3n para la realizaci\u00f3n de proyectos colaborativos de I+D.<\/p>\n

La producci\u00f3n de energ\u00eda fotovoltaica se ha abaratado un 90 % en las \u00faltimas dos d\u00e9cadas, de ah\u00ed que su implantaci\u00f3n gane terreno a pasos agigantados, sobre todo en sistemas de autoconsumo. De hecho, ya representa el 99,2 % de estos en Navarra. Pero, aunque se ha convertido en una de las principales herramientas para llevar la transici\u00f3n energ\u00e9tica a buen puerto, su tecnolog\u00eda cuenta a\u00fan con margen de mejora en materia de eficiencia. Tras detectar la oportunidad de obtener m\u00e1s energ\u00eda por cada m\u00f3dulo fotovoltaico, CENER lidera el proyecto DESAF\u00cdO, en el que tambi\u00e9n es socia la UPNA. Una iniciativa coordinada por ADItech, como agente coordinador del SINAI, y financiada por el Ejecutivo foral en la convocatoria de ayudas a centros tecnol\u00f3gicos y organismos de investigaci\u00f3n para la realizaci\u00f3n de proyectos colaborativos de I+D.<\/p>\n

La energ\u00eda fotovoltaica es una de las principales herramientas para acelerar la transici\u00f3n energ\u00e9tica. Su coste de producci\u00f3n ha ca\u00eddo \u201cun 90 %\u201d en los \u00faltimos veinte a\u00f1os y seguir\u00e1 bajando \u201centre un 15 % y un 25 %\u201d en la pr\u00f3xima d\u00e9cada, seg\u00fan detalla un informe de Wood Mackenzie publicado en 2021. De hecho, ya es la forma \u201cm\u00e1s barata\u201d de generar electricidad nueva en pa\u00edses como Espa\u00f1a, Italia e India, as\u00ed como en parte de Estados Unidos. \u201cLa energ\u00eda solar se est\u00e1 volviendo tan competitiva que no solo es un medio de descarbonizaci\u00f3n para los compradores corporativos, sino tambi\u00e9n una forma de reducir el costo de la energ\u00eda para sus negocios. Esto asegura su dominio en el mercado\u201d, asegur\u00f3 el director de este estudio, Ravi Manghani.<\/p>\n

Por eso, no es de extra\u00f1ar que esta fuente energ\u00e9tica ya represente el 72,3 % del total de la potencia de autoconsumo instalada en la Comunidad foral y el 99,2 % de los sistemas de este tipo implantados en la regi\u00f3n. As\u00ed lo reflejaba el registro de autoconsumo del Gobierno de Navarra<\/a> en noviembre de 2021. Unas cifras que coinciden con la tendencia global: la Agencia Internacional de las Energ\u00edas Renovables (IRENA) indica que la energ\u00eda fotovoltaica es el segundo tipo de energ\u00eda renovable con m\u00e1s potencia instalada en el mundo. De hecho, ya supone el 25 % del total, solo por detr\u00e1s de la hidroel\u00e9ctrica.<\/p>\n

Pero, aunque el precio y las caracter\u00edsticas de los sistemas fotovoltaicos hacen muy atractiva su implantaci\u00f3n, su tecnolog\u00eda a\u00fan cuenta con un importante margen de mejora. \u201cUno de los problemas de la energ\u00eda fotovoltaica es que todav\u00eda requiere de mucha \u00e1rea para una producci\u00f3n determinada. Por eso, es interesante para el ciudadano de a pie y para las industrias aumentar la eficiencia de producci\u00f3n de los m\u00f3dulos fotovoltaicos, de forma que se pueda extraer m\u00e1s electricidad de la misma \u00e1rea\u201d, explica Jaione Bengoechea<\/strong>, coordinadora del Grupo de Materiales y Recubrimientos para Energ\u00eda dentro del Departamento de Tecnolog\u00edas y Almacenamiento de la Energ\u00eda Solar en CENER (Centro Nacional de Energ\u00edas Renovables)<\/strong><\/a>.<\/p>\n

El equipo de CENER se plante\u00f3 distintas v\u00edas para afrontar este reto. As\u00ed naci\u00f3 DESAF\u00cdO<\/strong>, una iniciativa que el centro nacional lidera desde 2018 y de la que es socia la Universidad P\u00fablica de Navarra (UPNA)<\/strong><\/a>. \u201cAplicar conocimientos recientes a nuevos desarrollos no es sencillo. Por eso, la sinergia generada a lo largo de los a\u00f1os entre el grupo de CENER, que fabrica, construye y aplica, y el de la universidad, con capacidades de dise\u00f1o y simulaci\u00f3n de estructuras fot\u00f3nicas, resulta muy productiva\u201d, apunta Joaqu\u00edn Sevilla<\/strong>, catedr\u00e1tico de Tecnolog\u00eda Electr\u00f3nica e investigador en el Instituto de Smart Cities (ISC) <\/strong><\/a>de la entidad educativa. El proyecto est\u00e1 coordinado por ADItech<\/strong><\/a>, agente coordinador a su vez el Sistema Navarro de I+D+i (SINAI)<\/strong><\/a>, y financiado por el Ejecutivo foral en la convocatoria de ayudas a centros tecnol\u00f3gicos y organismos de investigaci\u00f3n para la realizaci\u00f3n de proyectos colaborativos de I+D (convocatoria de 2020).<\/p>\n

Dos v\u00edas para aumentar la eficiencia<\/em><\/p>\n

La tecnolog\u00eda basada en el silicio cristalino<\/strong> copa en la actualidad \u201cen torno al 95 %\u201d del mercado fotovoltaico. El uso de este material permite que los m\u00f3dulos aprovechen todo el rango visible del espectro solar, un poco del ultravioleta y un poco del infrarrojo. El resto de esa energ\u00eda se absorbe por los dem\u00e1s materiales y se convierte, finalmente, en calor.<\/p>\n

\u201cNuestra investigaci\u00f3n pasa por mejorar dos aspectos en los m\u00f3dulos fotovoltaicos que utilizan esta tecnolog\u00eda y que impactan de manera directa en su producci\u00f3n de energ\u00eda. Por un lado, queremos que aprovechen mejor la radiaci\u00f3n solar. Por otro, queremos controlar su temperatura y mantenerla baja\u201d, concreta Bengoechea.<\/p>\n

En primer lugar, y con el fin de mejorar el atrapamiento fot\u00f3nico de la radiaci\u00f3n solar, los investigadores idearon una estrategia basada en la estructura del silicio o del vidrio que conforman los m\u00f3dulos. \u201cLa idea es torcer la luz que llegue al panel, de manera que los \u00e1ngulos permitan que el m\u00f3dulo atrape m\u00e1s\u201d, aclara Sevilla. De esta forma, el equipo de la UPNA valor\u00f3 mediante simulaciones computacionales una \u201cpaleta variada\u201d de texturas como cilindros, conos, pir\u00e1mides o agujeros. Y remitieron a CENER un cat\u00e1logo de las estructuras \u201cm\u00e1s prometedoras\u201d para su fabricaci\u00f3n y puesta a prueba.<\/p>\n

Tras recabar los resultados gracias a este primer estudio, los investigadores del centro nacional decidieron aplicar las estructuras m\u00e1s interesantes en m\u00f3dulos bifaciales (que producen energ\u00eda solar por ambos lados del panel), una de las tecnolog\u00edas \u201cen auge\u201d del mercado fotovoltaico. \u201cNos encontramos con que las estructuras piramidales funcionan muy bien en ambas caras. Y, adem\u00e1s, introducimos una mejora en el estructurado del vidrio de la cara trasera, es decir, la que recibe una luz difusa, de modo que tenga una respuesta muy buena a esa luz que llega en distintos \u00e1ngulos de incidencia\u201d, se\u00f1ala Bengoechea.<\/p>\n

Por otro lado, el proyecto tambi\u00e9n centr\u00f3 sus investigaciones en la refrigeraci\u00f3n pasiva, un reto \u201cnovedoso y un poco ex\u00f3tico\u201d, a juicio de la cient\u00edfica de CENER: \u201cVemos potencial porque permitir\u00e1 unas mejoras tanto en eficiencia como en durabilidad de esta tecnolog\u00eda, que todav\u00eda no est\u00e1n muy explotadas. Nuestra propuesta consiste en realizar estructuras en la cara externa del vidrio que favorezcan la refrigeraci\u00f3n del m\u00f3dulo, utilizando para ello la emisi\u00f3n en la ventana atmosf\u00e9rica (franja de longitudes de onda en torno a las diez micras, correspondientes a radiaci\u00f3n terrestre que logra escapar de la atm\u00f3sfera sin ser absorbida). Es una forma de intercambio de calor \u00f3ptima y natural\u201d.<\/p>\n

En esta l\u00ednea, la eficiencia de los m\u00f3dulos aumenta un 0,35 % por cada grado que disminuye su temperatura mientras est\u00e1n en funcionamiento. \u201cA\u00fan nos queda probar el sistema de refrigeraci\u00f3n con c\u00e9lulas bifaciales encapsuladas en exterior, pero hemos logrado una disminuci\u00f3n de cuatro grados en exterior aplicando calor a trav\u00e9s de un circuito electr\u00f3nico, que simula la c\u00e9lula solar fotovoltaica. Si conseguimos trasladar esta mejora a los m\u00f3dulos fotovoltaicos funcionando en exterior, la mejora en la eficiencia se situar\u00eda en torno a un 1 %\u201d, valora Bengoechea. \u201cUna cifra que es una mejora sustancial, a lo que se sumar\u00eda el aumento en la durabilidad del sistema\u201d, a\u00f1ade Sevilla.<\/p>\n

El futuro<\/em><\/p>\n

El camino desde el laboratorio hasta el mercado a\u00fan es muy largo. \u201cTodav\u00eda nos quedan por validar las mejoras que hemos incorporado, y ese es el momento en el que estamos ahora\u201d, apunta Sevilla. En este sentido, el campo experimental del Centro de Referencia Nacional en Energ\u00edas Renovables y Eficiencia Energ\u00e9tica (CENIFER)<\/strong><\/a> acoge en estos momentos una zona de prueba, que permitir\u00e1 comprobar la eficacia de estos desarrollos. Adem\u00e1s, queda por determinar \u201csi son compatibles con la presi\u00f3n de precios de la industria fotovoltaica\u201d, por lo que ambos equipos est\u00e1n trabajando tambi\u00e9n en el escalado.<\/p>\n

De probarse el aumento de la eficiencia en los m\u00f3dulos fotovoltaicos, los beneficios para el mercado \u201cest\u00e1n claros\u201d, opina Sevilla: \u201cAbaratar\u00e1 los costes de producci\u00f3n de la energ\u00eda fotovoltaica\u201d. Pero, adicionalmente, el sistema de refrigeraci\u00f3n pasiva tiene potencial para otras industrias. \u201cEsta forma de refrigerar, haciendo uso de un mecanismo natural de la tierra, podr\u00eda aplicarse a otros \u00e1mbitos como la edificaci\u00f3n, la automoci\u00f3n o los sensores en exteriores. Los mecanismos de refrigeraci\u00f3n pasiva tienen una gran necesidad en este mundo de cambio clim\u00e1tico\u201d, precisa Bengoechea. <\/p>\n

Pie de foto: <\/em>Joaqu\u00edn Sevilla y Jaione Bengoechea, en las instalaciones de CENER en Sarriguren.<\/em><\/p>\n

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