Energías como Bienes Comunes

Los paneles solares generan electricidad a partir de la energía del sol aprovechando el denominado “efecto fotoeléctrico”, donde la radiación lumínica incidente produce un flujo constante de electrones dentro de los componentes del panel. Teniendo en cuenta que, en promedio, el sol deposita alrededor de 1000 watts x M2 se puede calcular la eficiencia de conversión de un panel fotovoltaico de un metro cuadrado midiendo la potencia eléctrica entregada por éste a lo largo de una hora. El rendimiento entonces estará dado por la entrega de electricidad del panel. La carrera por  incrementar el rendimiento de conversión ha tomado como punto de partida a los paneles convencionales fabricados de silicio amorfo o silicio cristalino con eficiencias que rondan el 6% y el 14% respectivamente. Luego se posicionan los paneles multicapa de “arseniuro de galio” con eficiencias de hasta el 30%. Pero algunos desarrollos experimentales en laboratorio han superado incluso este umbral como es el caso de Spectrolab.

Celda Fotoeléctrica (Foto 1) – (Foto 2)

Spectrolab, una subsidiaria de la compañía Boeing, mayormente conocida por la fabricación de paneles solares para satélites y naves espaciales, en los últimos años ha centrado su atención en la optimización de la eficiencia los paneles solares utilizados en la superficie terrestre, demostrando así su clara intención de aprovechar la expansión del mercado de las energías renovables. Recientemente, la compañía con sede en California ha comunicado que logró alcanzar un nuevo récord de eficiencia para paneles solares (sin concentrador) de nada menos que el 37,8%. Esta nueva marca se ha podido lograr gracias a un nuevo tipo de celda solar de uniones múltiples.

Si bien Spectrolab y otras compañías ya habían logrado superar un 40% de eficiencia en la conversión, estos resultados correspondían a paneles fotovoltaicos que contaban con sistemas concentradores donde la luz solar atravesaba o era reflejada por lentes o espejos que sumaban superficie expuesta al sol sobre un área mayor que el ocupado por el panel solar… En este nuevo desarrollo, la compañía sostiene que fue capaz de establecer un nuevo récord sin concentración utilizando una nueva clase de celdas de alta eficiencia pero también basadas en tecnología de uniones múltiples.

Paneles solares instalados sobre el techo de una vivienda (Foto3)

Estas nuevas celdas fotovoltaicas de uniones múltiples  a diferencia de las tradicionales células solares de silicio, contienen varios materiales semiconductores diferentes. Las interfaces entre estos diferentes materiales – que son conocidos como uniones pn – están sintonizados a diferentes longitudes de onda de luz para aumentar la eficiencia.

La compañía Spectrolab en su comunicado de prensa no ha revelado hasta el momento que tipo de materiales se utilizaron en este caso, pero hizo hincapié en que los resultados récord de 37,8 % de conversión se pudieron alcanzar “utilizando una nueva clase de células solares de alta eficiencia, creadas a partir de dos o más materiales y aprovechando una tecnología desarrollada por Boeing que otorga una mayor fiabilidad a los semiconductores”.
Nasser Karam, el vice-presidente de la compañía, ha comunicado también que esta nueva tecnología, luego de un proceso de optimización, tiene el potencial de superar el 45% de eficiencia de conversión.

Históricamente, los paneles solares convencionales fueron extremadamente caros e inaccesibles para los usuarios finales debido a la complejidad en el proceso de fabricación. Además la baja eficiencia de conversión y la nula posibilidad de amortización de la inversión llevaron a las comunidades a asumir que la tecnología fotovoltaica solo es compatible con desarrollos relacionados con la carrera espacial. Nuevos métodos y optimizaciones en esta tecnología están haciendo replantear a los usuarios finales la utilización masiva de celdas solares para abastecimiento doméstico.
La energía solar posee un potencial muy alto comparada con otras energías primarias ya que los sistemas de conversión no poseen piezas móviles, su mantenimiento es casi nulo y tienen una vida útil de mas de 25 años. Ademas la fuente es inagotable y ubicua, razón por la cual es un complemento perfecto a la energía eólica para la microgeneración comunitaria.

Russ Jones (Spectrolab), presentando la tecnología de Paneles de Uniones Multiples  (Ingles)