Archivo del autor Diego Alcubierre

Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Australia afirma haber logrado un récord mundial al crear un tipo de celda solar más eficiente utilizando procesamiento láser.

El proceso, llamado dopaje láser, utiliza láseres para aumentar la conductividad eléctrica localmente, y es aclamado como una tecnología prometedora gracias a sus muchas ventajas, incluida la viabilidad del método a temperatura ambiente, el fácil control de la profundidad del emisor y la concentración de la superficie. Además, es un proceso de bajo costo y compatible con la industria para aumentar la eficiencia de las celdas solares.

Gracias a esta tecnología, los investigadores pudieron desarrollar una celda solar de silicio de doble cara con una eficiencia de conversión frontal del 24,3% y una eficiencia de conversión trasera del 23,4%, lo que arroja un factor bifacial del 96,3%. Afirmaron que el rendimiento equivale a una producción de energía efectiva del 29%, muy superior al rendimiento de la mejor celda solar de silicio de un solo lado, y que los resultados han sido verificados de forma independiente por la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO).

“Este es un récord mundial para las celdas solares dopadas con láser selectivamente y entre las celdas solares bifaciales de mayor eficiencia”, afirmó el investigador principal, el Dr. Marco Ernst, en un comunicado de prensa.

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Una celda solar de doble cara, como su nombre indica, genera energía desde ambos lados de la celda, y los paneles solares bifaciales recogen la luz reflejada y la convierten en electricidad. Según el investigador principal, el Dr. Kean Chern Fong, una celda solar de doble cara puede superar fácilmente a una celda solar de silicio de una cara, lo que resulta en una mayor eficiencia para proyectos de energía solar fotovoltaica (PV).

“Hemos desarrollado lo que yo llamaría una verdadera celda solar bifacial, ya que tiene casi la capacidad de generación de energía simétrica en ambas superficies del dispositivo”, dijo Fong. “Cuando se implementa en una granja solar convencional, una celda bifacial absorbe la luz entrante directa, al mismo tiempo que aprovecha la reflexión del suelo, que puede contribuir hasta un 30 por ciento adicional de generación de energía. Las celdas solares bifaciales son cada vez más importantes en el despliegue de granjas solares y se espera que tengan una participación de mercado de más del 50% en los próximos cinco años. Nuestro trabajo demuestra las increíbles capacidades de esta tecnología ”.

Paneles Solares Bifaciales con Seguidores, Podrían Producir 35% Más de Energía

En lo que respecta a su historia, las celdas solares bifaciales se patentaron por primera vez en 1966 y comenzaron a utilizarse en satélites y naves espaciales en la década de 1970, y la investigación sobre ellas se aceleró a principios de la década de 2000, con los primeros paneles bifaciales que ingresaron al mercado en 2012. Para 2019, representaban alrededor del 15% de las instalaciones solares, con un total de más de 2000 MW de capacidad máxima, y ​​ya se están utilizando en algunas de las granjas solares más grandes del mundo. esta última investigación de los científicos de la Universidad Nacional de Australia solo ayudará a allanar el camino para más avances en la tecnología solar a medida que el mundo avanza hacia un futuro más verde.

¿Energía sin fin? Podría ser posible con paneles solares hechos de cristales ferroeléctricos en lugar de silicio.

La generación de energía de cristales ferroeléctricos en las celdas solares se puede multiplicar por mil gracias a una nueva innovación que implica la disposición de capas delgadas de los materiales, según un comunicado de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU).

Los investigadores de MLU encontraron que con capas cristalinas colocadas alternativamente de titanato de bario, titanato de estroncio y titanato de calcio, podrían aumentar en gran medida la eficiencia de los paneles solares. Sus hallazgos se publican en la revista Science Advances.

La mayoría de las celdas solares están hechas de silicio debido a su bajo costo y eficiencia relativa; sin embargo, los límites a la eficiencia general del material han llevado a los investigadores a experimentar con nuevos materiales, incluidos los cristales ferroeléctricos.

Uno de los beneficios de los cristales ferroeléctricos es que no requieren una unión PN, lo que significa que no hay capas dopadas positiva y negativamente, como es el caso de las celdas solares de silicio.

Sin embargo, el titanato de bario puro, un cristal ferroeléctrico probado por los investigadores de MLU, por ejemplo, absorbe poca luz solar. Al experimentar con diferentes combinaciones de materiales, los científicos descubrieron que podían combinar capas extremadamente delgadas de diferentes materiales para aumentar significativamente su rendimiento de energía solar.

“Lo importante aquí es que se alterna un material ferroeléctrico con un material paraeléctrico. Aunque este último no tiene cargas separadas, puede volverse ferroeléctrico en determinadas condiciones, por ejemplo a bajas temperaturas o cuando su estructura química se modifica levemente”, dijo el Dr. Akash Bhatnagar, del Centro de Competencia de Innovación SiLi-nano de MLU, explicó en el comunicado de prensa de MLU.

Aumento de potencia en capas

Bhatnagar y su equipo incorporaron titanato de bario entre titanato de estroncio y titanato de calcio vaporizando los cristales con un láser de alta potencia y volviéndolos a depositar en sustratos portadores. El material resultante estaba compuesto por 500 capas y tenía un espesor de 200 nanómetros.

Los investigadores encontraron que su material en capas permitía un flujo de corriente 1000 veces más fuerte que el medido en titanato de bario puro de espesor equivalente.

“La interacción entre las capas de celosía parece conducir a una permitividad mucho más alta; en otras palabras, los electrones pueden fluir mucho más fácilmente debido a la excitación de los fotones de luz”, explicó Bhatnagar.

El equipo también demostró que las mediciones se mantuvieron casi constantes durante un período de seis meses, lo que significa que el material puede ser lo suficientemente robusto para aplicaciones comerciales. A continuación, continuarán investigando la causa exacta del efecto fotoeléctrico en su material estratificado, con miras a un eventual despliegue a gran escala.

Su trabajo promete ser parte de una revolución potencial en materiales ferroeléctricos, con posibles aplicaciones en memoria de computadora, capacitores y otros dispositivos electrónicos.

La compañía energética Romande Energie y el Instituto de Investigación suizo Agroscope están probando los paneles fotovoltaicos transparentes de la startup Insolight en un proyecto agrivoltaico. Los módulos están reemplazando las cubiertas de plástico utilizadas para cultivar fresas y frambuesas.

El instituto de investigación suizo Agroscope y la compañía energética Romande Energie están construyendo un proyecto agrivoltaico con el apoyo de la Oficina Federal Suiza de Energía (SFOE, por sus siglas en inglés) en un sitio propiedad de Agroscope en Conthey, en el cantón de Valais, Suiza.

Están construyendo el proyecto con paneles fotovoltaicos concentradores transparentes especiales proporcionados por la startup suiza Insolight. Los módulos Theia (Translucidez y Alta Eficiencia en Agrivoltaics) tienen un índice de eficiencia del 30% y supuestamente dejan pasar hasta el 78% de la luz solar.

“Combinando dos modos de uso basados ​​en la tecnología de micro-seguimiento óptico de Insolight, estos módulos enfocan la luz en células solares de alta eficiencia”, dijo Insolight en un comunicado de prensa. “Cuando está alineado, el sistema óptico puede generar energía (E-MODE), pero también es posible desalinearlo para ‘filtrar’ la luz (MLT-MODE). Por lo tanto, los módulos solares actúan como una pantalla ‘inteligente’ que ajusta la cantidad de luz que dejan pasar “.

Esto permite optimizar la fotosíntesis de las plantas durante las estaciones y reducir el impacto negativo del alto calor del verano en los rendimientos y la calidad de los productos agrícolas, mientras se recupera el resto de la luz en forma de electricidad. A partir de julio, los paneles se probarán durante cuatro años en una superficie de 165 metros cuadrados. Reemplazarán los túneles de plástico protectores en fresas y frambuesas.

“El ajuste dinámico de la luz transmitida a las plantas allana el camino para una mayor protección contra las variaciones climáticas y posibles aumentos en el rendimiento de los cultivos gracias a la adaptación de la luz a las necesidades de las plantas y la disminución de la temperatura durante las olas de calor a través del efecto de sombra ”, Dijo Bastien Christ, jefe del grupo de bayas y plantas medicinales de Agroscope.

La revista PV Magazine ha informado anteriormente sobre la tecnología de módulos de Insolight. La empresa, fundada por tres investigadores de la École polytechnique fédérale de Lausanne, ha desarrollado paneles que se basan en costosas celdas solares de múltiples uniones III-V de un fabricante no revelado.

Las celdas solo cubren el 0,5% de la superficie del panel y están cubiertas con vidrio protector y lentes ópticas para concentrar y dirigir la luz solar sobre ellas a aproximadamente 100 veces la intensidad del vidrio solar estándar. Según los informes, las celdas pueden seguir el sol a través del movimiento horizontal.

Investigadores de Alemania y Austria están probando cómo se pueden instalar techos fotovoltaicos a lo largo de las carreteras. Está previsto que el primer proyecto piloto se lleve a cabo a partir del otoño.

El Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar de Alemania ISE y el Instituto de Tecnología de Austria han desarrollado una solución de sistema fotovoltaico para autopistas.

El demostrador consta de un sistema fotovoltaico con un techo de 10×17 m que debe instalarse en una estructura de acero a unos 5,5 m por encima de la carretera. Se espera que la construcción del proyecto piloto comience el próximo otoño y luego se monitorearán sus operaciones durante aproximadamente un año. Sobre la base de la experiencia adquirida, se pueden implementar más aplicaciones piloto.

El proyecto forma parte de la investigación conjunta de construcción de carreteras llevada a cabo por Alemania, Austria y Suiza. “Con el proyecto de investigación, queremos desarrollar el potencial de las carreteras para la generación de energías renovables”, explicó Steffen Bilger, secretario de estado alemán del Ministerio Federal de Transporte. Hizo hincapié en que el techo de una autopista es un desafío técnico particular debido al tráfico rápido que se encuentra debajo. “Pero la visión de utilizar un área que ya ha sido sellada, para la generación de la energía que necesitan los vehículos eléctricos debajo, debe perseguirse”, dijo Bilger.

El Ministerio Federal de Transporte de Alemania señaló que la construcción de sistemas fotovoltaicos en carreteras es significativamente más costosa que las plantas fotovoltaicas en los tejados o en el suelo. En caso de accidente en la vía por debajo, la estructura de soporte debe protegerse contra un posible impacto de vehículo para que no se derrumbe. Para empeorar las cosas, a partir de una longitud de 80 metros, tales estructuras de soporte tendrían que clasificarse como similares a los túneles y la estructura tendría que cumplir requisitos de seguridad aún más altos.

Aunque la construcción modular del demostrador tiene algunas ventajas de costos, no se espera un uso generalizado de techos solares en las autopistas a mediano plazo, según el ministerio. En comparación, todavía existe un gran potencial para áreas en las que la energía renovable se puede generar a menor costo. Pero para áreas de aplicación especiales, localmente limitadas, los expertos ven posibles usos de un techo solar en autopistas.

El sistema, desarrollado por el especialista español Alusín Solar, está siendo probado por Endesa en un proyecto de 9,8 MW para autoconsumo. La estructura de montaje está realizada con barras de aluminio que, en lugar de fijarse al techo con tornillos, se fijan mediante un adhesivo de doble cara.

El proveedor de sistemas de montaje con sede en España Alusín Solar ha desarrollado una estructura de montaje adhesiva para sistemas fotovoltaicos en tejados que, según dice, es aplicable a cualquier tipo de módulo solar.

El sistema se está probando actualmente en un proyecto solar de autoconsumo de 9,8 MW que está construyendo la eléctrica española Endesa, que forma parte de la energética italiana Enel.

La principal ventaja del sistema es que el techo no está perforado en ningún caso. “Como no se hacen agujeros, se elimina el riesgo de fugas, que es algo muy importante, por ejemplo, en los secaderos de jamón”, explica a PV Magazine, el director general de Alusín Solar, Javier Font.

El sistema Gulpiyuri 30 está fabricado con barras de aluminio que, en lugar de fijarse al techo con tornillos, se fijan mediante un adhesivo de doble cara. Según el fabricante, este adhesivo garantiza la resistencia mecánica y durabilidad necesarias para montar los perfiles de aluminio que sujetarán los paneles solares. Font afirma que el sistema funciona para cualquier tipo de panel solar “porque las estructuras se adaptan a cualquier panel”.

El sistema se utilizó por primera vez hace dos años, en Cantabria. “El primer proyecto se desarrolló en 2019 y permaneció en estado embrionario hasta que nos encargaron para este gran proyecto, que sirvió de acelerador”, dice el director de Alusín Solar.

El sistema debe instalarse con una técnica de limpieza particular. “Todos los perfiles de aluminio deben limpiarse con un producto específico con alta base alcohólica para asegurarnos de eliminar cualquier tipo de aceite o suciedad”, explicó Font. “A continuación, se les aplica una imprimación específica y, finalmente, se pega el adhesivo de doble cara a los perfiles”.

Los perfiles salen de la fábrica de Alusín Solar en Asturias con una cara ya pegada. Para asegurar una perfecta fijación, se utiliza una máquina encoladora para aplicar una presión específica. Una vez que el material llega al lugar, el techo se limpia a fondo. “Es el proceso más crítico y para ello se utiliza una máquina de rodillos que limpia bajo presión con 225 bares”, agregó Font. “Luego, el otro lado del perfil se pega a la cubierta del techo”. Una vez pegado el perfil, se debe pasar sobre él un rodillo de 25 kg. De esta forma se asegura una correcta adherencia y los paneles solares se instalan como en un sistema convencional.

Pero la novedad no acaba ahí, según Font. “Durante el proceso de montaje, instalamos una serie de testigos, indicadores, que nos permitirán monitorear el sistema y visualizar su envejecimiento de año en año para ver cómo se comporta”, prosiguió. “Disponemos de equipos de medida de anclaje adaptados para este tipo de pruebas y, con este sistema, acompañamos al cliente durante toda la vida útil de la instalación”.

El propietario de un sistema fotovoltaico alemán ha desarrollado una solución sencilla destinada a evitar que las aves aniden debajo de los módulos.

A Rainer Sedlmaier, de Nauheim, cerca de Frankfurt am Main, Alemania, le preocupaba que el sistema fotovoltaico de la azotea de su hijo pudiera haber sido dañado por la presencia de palomas, que a veces pueden hacer sus nidos justo debajo de los módulos.

Sedlmaier no observó ningún problema con las palomas en su propio sistema fotovoltaico ni en el de sus vecinos, ya que la inclinación de los techos estaba entre el 35% y el 45%. En el caso de su hijo, sin embargo, la inclinación del techo era solo del 20%, lo que significa que las palomas no tendrán problemas para anidar allí.

Para evitar que las palomas lleguen al conjunto, Sedlmaier aplicó cepillos giratorios con un diámetro de 12 cm a los marcos del sistema fotovoltaico y esta solución, según él, hace que las palomas se muestren reacias a acercarse a la instalación.

Calculó que para un sistema fotovoltaico de azotea promedio, estas escobillas pueden costar un total de entre € 100 y € 200 y recomendó instalar las escobillas cuando se está construyendo un proyecto, ya que una modernización puede ser más compleja.

Las palomas incubadoras debajo de los módulos son particularmente problemáticas porque pueden contaminar los sistemas con sus excrementos agresivos. Una vez que hayan anidado allí, estarán felices de regresar, ya que estas aves son leales a su área. Y vuelven a menudo porque se reproducen varias veces al año.

La eléctrica española dijo que los proyectos y soluciones agrivoltaicas se evaluarán en función de los costos, la madurez tecnológica, la diversidad de cultivos y el nivel de digitalización, entre otras cosas.

La compañía energética española Iberdrola ha puesto en marcha Perseo, un programa internacional destinado a identificar soluciones competitivas e innovadoras para combinar plantas solares fotovoltaicas con actividades relacionadas con la agricultura, la horticultura, la ganadería, la piscicultura o la apicultura.

La empresa dijo que los proyectos y soluciones se evaluarán en función de los costos, la madurez tecnológica, la diversidad de cultivos y el nivel de digitalización, entre otras cosas.

El ganador del concurso contará con respaldo económico para desarrollar y construir sus proyectos. Además, Iberdrola proporcionará soporte técnico para probar la solución ganadora, dándole acceso a equipos, infraestructuras, emplazamientos de alta tecnología y áreas de coworking.

Los desarrolladores interesados ​​tendrán tiempo de enviar sus propuestas antes del 6 de noviembre.

Actualmente, Iberdrola está invirtiendo fuertemente en energía fotovoltaica e hidrógeno verde a gran escala en España.