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Científicos del MIT Revelan Método para Identificar Perovskitas Estables

Los investigadores estadounidenses están utilizando un enfoque de fusión de datos para identificar las perovskitas más estables para las células fotovoltaicas. Su método de aprendizaje automático combina los resultados de las pruebas de perovskita con el modelado físico de los primeros principios para identificar a los mejores candidatos.

Los científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts han propuesto un nuevo enfoque para identificar las mejores perovskitas para aplicaciones de células solares, dependiendo de objetivos específicos como longevidad, eficiencia y producibilidad, así como la disponibilidad de materiales de origen que los fabricantes pretenden lograr.

Los científicos presentaron sus hallazgos en “Un enfoque de fusión de datos para optimizar la estabilidad composicional de las perovskitas de haluro”, que se publicó recientemente en Matter. Describieron el enfoque como un marco de aprendizaje secuencial restringido por la física para identificar las perovskitas orgánicas-inorgánicas aleadas más estables.

Los investigadores estadounidenses dijeron que las perovskitas incluyen una amplia gama de materiales que se diferencian entre sí por la forma en que los átomos están dispuestos en su red cristalina en capas. Estas capas, que se describen comúnmente como A, B y X, pueden constar cada una de diferentes átomos o compuestos.

“Si se consideran solo tres elementos, los más comunes en las perovskitas que las personas suben y bajan están en el sitio A de la estructura cristalina de la perovskita”, dijo el investigador Tonio Buonassisi, y agregó que estos elementos pueden variar en un aumento del 1%. en su composición relativa. “La cantidad de pasos se vuelve simplemente absurda. Se vuelve muy, muy grande y, por lo tanto, poco práctico buscar sistemáticamente “.

El método propuesto, que se basa en el aprendizaje automático, combina datos de diferentes fuentes en un enfoque de fusión de datos. Utiliza un sistema automatizado para guiar la producción y prueba de una variedad de formulaciones de perovskita y luego combina los resultados con modelos físicos de primeros principios, para guiar la siguiente ronda de experimentos. Los científicos repiten este proceso varias veces hasta que se refinan los resultados.

Hasta el momento, el grupo ha sintetizado y probado alrededor del 2% de las posibles combinaciones entre tres componentes. Los científicos afirman que ya han identificado la formulación más duradera para los materiales de células solares de perovskita hasta la fecha. Con este material, también fabricaron un pequeño chip y lo colocaron en una celda solar existente, y descubrieron que puede aumentar la estabilidad del dispositivo en más de tres veces, sin comprometer su eficiencia de conversión de energía.

“Otro punto de este trabajo es que realmente lo demostramos, desde la selección química hasta que finalmente hacemos una célula solar”, dijo el investigador Shijing Sun. “Y nos dice que la sustancia química sugerida por el aprendizaje automático no solo es estable en su propia forma independiente. También pueden traducirse en células solares de la vida real y conducen a una mayor fiabilidad “.

Proveedores de Apple Adoptan la Energía Renovable

La medida es parte del plan 2030 de la empresa de tecnología estadounidense de depender al 100% de la energía renovable.

La multinacional tecnológica Apple Inc ha anunciado que 110 de sus socios de fabricación en todo el mundo se están moviendo hacia la energía 100% renovable para la producción de las partes que se relacionan con los componentes de Apple.

La empresa con sede en Cupertino especificó que estos proveedores están desarrollando una capacidad combinada de energía renovable de alrededor de 8 GW. “Estamos firmemente comprometidos a ayudar a nuestros proveedores a ser neutrales en carbono para 2030 y estamos encantados de que las empresas que se han unido a nosotros abarcan industrias y países de todo el mundo, incluidos Alemania, China, EE. UU., India y Francia”, declaró el vicepresidente de Apple para medio ambiente, políticas e iniciativas sociales, Lisa Jackson.

Esta iniciativa es parte del plan del grupo para convertirse en carbono neutral en todo su negocio, cadena de suministro de fabricación y ciclo de vida del producto para 2030. Para sus operaciones corporativas globales, este objetivo ya se ha logrado, afirma la compañía.

Entre los proveedores, se encuentran DSM Engineering Materials, con sede en los Países Bajos, la empresa de semiconductores franco-italiana STMicroelectronics, la empresa química belga Solvay, el proveedor de semiconductores con sede en EE. UU. Alpha y Omega Semiconductor, el fabricante de componentes flexibles de EE. UU. Marian y las empresas químicas de EE. UU. Chemours Company y Trinseo. “Y, en China, 15 proveedores se han unido al programa de Apple desde julio de 2020”, agregó Apple.

Apple reveló planes en 2018 para impulsar sus operaciones globales con energía 100% limpia. El plan cubre sus operaciones en 43 países, incluidas tiendas minoristas, oficinas, centros de datos y otras instalaciones.

Película Holográfica para Proteger los Paneles Solares del Sobrecalentamiento

Los científicos rusos han desarrollado una película holográfica basada en concentradores prismáticos que reduce la temperatura de funcionamiento de los paneles solares, incluidos los dispositivos fotovoltaicos térmicos. Afirman que la técnica patentada y de bajo costo puede incluso mejorar la eficiencia del módulo fotovoltaico en climas nublados.

Científicos de la Universidad Estatal de los Urales del Sur (SUSU) en Rusia han patentado una nueva tecnología para evitar el sobrecalentamiento de los módulos fotovoltaicos.

Su técnica especial consiste en una película holográfica, basada en concentradores prismáticos conocidos como “prismacons”, que están hechos de un material transparente que contiene lentes holográficos de dimensiones infinitamente pequeñas.

“La estructura interna de la película holográfica está hecha en forma de pirámides en miniatura, concentradores prismáticos capaces de capturar eficazmente los rayos de luz y, debido a su reflexión múltiple dentro de los prismas, concentrarse en la superficie del módulo solar”, dijo la investigadora Irina Kirpichnikova .

La película holográfica estaba cubierta con una capa ultrafina hecha de metales de tierras raras no especificados, que supuestamente reflejan la radiación infrarroja y transmiten la radiación visible.

“El principio de funcionamiento de una película holográfica radica en el hecho de que los rayos del sol inciden en la superficie del módulo, mientras que parte del espectro, los rayos infrarrojos, se refleja en la capa superior metalizada de la película, lo que evita que el módulo se sobrecaliente. ”, Explicó Kirpichnikova. “La parte visible del espectro de radiación solar incide en la estructura piramidal de los concentradores y, al refractarse repetidamente en ellos, debido a la reflexión interna, se concentra en la célula solar, independientemente del ángulo de incidencia de los rayos sobre el módulo solar. “

La solución de bajo costo es supuestamente aplicable a todo tipo de paneles solares, incluidos los dispositivos fotovoltaicos térmicos.

“Esta solución aumenta la eficiencia de los módulos solares incluso en tiempo nublado”, dijo Kirpichnikova, y agregó que la técnica permite variaciones en la dirección de los rayos de luz.

Las películas holográficas son películas plásticas muy delgadas y flexibles que se pueden laminar sobre diferentes tipos de materiales. Pueden difractar las frecuencias utilizables de la luz solar y dirigir la energía generada hacia las células solares. Su aplicación en la investigación fotovoltaica no es nueva, ya que ya se han probado varios tipos de láminas y patrones holográficos en dispositivos fotovoltaicos y CPV. Sin embargo, la tecnología no se ha desarrollado hasta ahora para la producción comercial.

Agrivoltaica: Modernización de Parques Solares

Enel Green Power está combinando matrices fotovoltaicas existentes con agricultura en nueve sitios piloto en Europa. PV Magazine habló recientemente con Giovanni Tula, director de sostenibilidad de la empresa, sobre el modelo de negocio y su replicabilidad.

Enel Green Power, la unidad de energía renovable del grupo energético multinacional Enel, ha lanzado una serie de proyectos piloto agrivoltaicos en nueve sitios de demostración en Europa, incluidos dos en Grecia, cinco en España y dos en Italia.

“Nuestro enfoque inicial de la agrivoltaica se basa en la idea de utilizar parques solares existentes y operativos”, dijo a PV Magazine Giovanni Tula, director de sostenibilidad de Enel Green Power. “Estamos tratando de entender si diferentes tipos de actividades agrícolas pueden integrarse de manera eficiente en plantas que han estado activas en el negocio de generación de energía durante varios años”.

Su enfoque está diseñado para utilizar superficies agrícolas que ya se han utilizado para la construcción de plantas solares a gran escala, por lo que no es necesario ocupar nuevas parcelas de tierra.

Según Tula, hay mucho espacio para cultivos entre los rastreadores y los paneles. “Un parque solar convencional no cambia la naturaleza del suelo y la agricultura todavía es posible”, dijo. “Nuestro objetivo es explorar la opción agrivoltaica en parques o sitios fotovoltaicos a gran escala en los que el negocio de la energía sigue siendo el más importante”.

Este modelo de negocio, según Tula, sería completamente diferente a los proyectos agrivoltaicos más “convencionales”, donde domina el negocio agrícola y los paneles suelen estar montados en estructuras especiales a cierta altura para permitir el uso de equipos agrícolas debajo de ellos.

“Estamos planeando desarrollar un concepto que no afecte la generación de energía existente sin alterar el diseño de la planta y, al mismo tiempo, que permita un negocio de cultivos rentable”, explicó Tula. “No estamos simplemente agregando algo de actividad agrícola en el borde de una planta para que parezca más verde”.

La empresa gestionará los proyectos de demostración de forma analítica con socios científicos.

“Las primeras respuestas para nuestro enfoque deberían llegar dentro de los 24 meses y los datos recopilados deberían provenir del cultivo de prueba de una superficie total de casi 30 hectáreas distribuidas en las nueve instalaciones fotovoltaicas, 2 o 3 hectáreas cada una”, dijo Tula, y agregó que la extensión de la nueva actividad agrícola aún debe evaluarse. “Puede ser alrededor de un tercio de la superficie de la planta. Pero la proporción correcta entre el cultivo de cultivos y el negocio de generación de energía dependerá de las características específicas de cada proyecto “.

El modelo también se puede adoptar en plantas solares que ya se benefician de tarifas de alimentación o incentivos de diferentes tipos. Esto podría convertir la integración de la agricultura en una fuente de ingresos adicional, en lugar de insignificante, para los propietarios de las plantas.

Una vez validado por la investigación, el enfoque propuesto debe aplicarse a las plantas fotovoltaicas existentes y a los nuevos proyectos.

“No esperamos modificaciones importantes en el diseño de los nuevos proyectos, excepto algunos ajustes en su diseño para optimizar la integración de la solución agrícola en la planta fotovoltaica”, dijo Tula. “Se han lanzado pruebas en plantas existentes con el objetivo de evaluar las condiciones óptimas para ampliar las actividades de cultivo de cultivos, sin alterar el diseño fotovoltaico ni la rentabilidad de la planta”.

La empresa probará varios tipos de cultivos en los proyectos piloto.

“Probaremos cultivos que no crezcan demasiado y también veremos cómo estos cultivos pueden alterar el albedo en las plantas bifaciales”, dijo Tula. “Queremos plantar hierbas, flores o plantas que puedan actuar como catalizadores de la biodiversidad, pero también queremos probar calabacines, brócoli, berenjenas, espárragos, legumbres e incluso forrajes para animales”.

Enel Green Power también podría probar ciertas formas de ganadería en los parques solares.

“Estamos pensando, por ejemplo, en la cría de conejos de cierto tipo en el centro de Italia en la provincia de Viterbo”, explicó Tula.

Alternativas agrícolas

Tula dijo que los agrivoltaicos probablemente no se desarrollarán a gran escala en los próximos años.

“Pero también estoy seguro de que llegará antes de lo esperado”, dijo. “Creo que es importante, sin embargo, que tratemos de definir qué podría ser la agrivoltaica en el futuro y, por ahora, estamos tratando de ayudar a comprender cómo la agroindustria puede encontrar un nicho interesante en los parques solares existentes”.

Tula dijo que un gran motor de crecimiento para los agrivoltas podría provenir del propio sector agrícola, ya que puede decidir optar por superficies fotovoltaicas para ciertos tipos de cultivos.

“Es posible que veamos fotovoltaica especializada en algunos productos agrícolas específicos, excluyendo, por supuesto, todo tipo de plantas con un tallo alto”, concluyó Tula.

La Tecnología Fotovoltaica Recibe la Aprobación de la IEA

Los desarrolladores de paneles solares han reconocido durante mucho tiempo los efectos perjudiciales que tiene el calor en el rendimiento de las celdas, pero la empresa de Australia Occidental Sunovate ha señalado la tecnología solar fotovoltaica-térmica (PVT) como una oportunidad para agregar valor al mejorar la eficiencia.

La Agencia Internacional de Energía (AIE) publicó un documento que destaca los méritos de PVT, declarando que la producción de energía solar fotovoltaica combinada con la energía de la transferencia de calor proporciona un mayor rendimiento por metro cuadrado.

Glen Ryan, cofundador del innovador fotovoltaico solar Sunovate, con sede en Perth, se encuentra entre los que participaron en la preparación del documento de posición tecnológica sobre PVT y dijo que la tecnología híbrida tiene el potencial de mejorar la eficiencia de conversión al desviar el calor de los módulos. mientras utiliza el calor para un propósito alternativo.

“A nivel mundial, la calefacción generalmente representa más del 50% del consumo de energía final, muy poca de la cual es impulsada por energía renovable”, dijo Ryan.

“PVT nos permite aprovechar la energía solar limpia, mejorar la salida del panel fotovoltaico y convertir el calor extraído para una aplicación directa, como la calefacción de espacios, o mejorarlo combinándolo con aparatos de calefacción como bombas de calor.

“Es una combinación notable de tecnologías que está mejorando la eficiencia, el rendimiento y la longevidad de los módulos fotovoltaicos y permite que más aplicaciones accedan a energía limpia”.

La IEA dijo que al combinar la generación de electricidad y calor dentro del mismo componente, las tecnologías pueden alcanzar una eficiencia estacional general más alta que la fotovoltaica o la energía solar térmica por sí sola.

Durante el día, los módulos solares fotovoltaicos convierten la luz solar en electricidad. Con PVT, se agrega un colector solar térmico para transferir el exceso de calor no utilizado del módulo fotovoltaico a un fluido caloportador. Por la noche, la tecnología se transforma en una gran superficie radiante de calor que puede proporcionar refrigeración renovable.

La IEA dijo que la producción de electricidad solar de un módulo PVT descubierto no es menor que la de un módulo fotovoltaico solo e incluso puede ser ligeramente mayor si el colector funciona a temperaturas inferiores a las de un módulo fotovoltaico solo, gracias a la energía térmica extraída y usada.

Los colectores PVT pueden ser descubiertos, vidriados o concentrados. Dependiendo de su tipo, los colectores PVT pueden producir calor a temperaturas de aproximadamente -20 ° a + 150 ° C y sirven para una amplia gama de aplicaciones.

Los sistemas PVT ya se están utilizando en entornos residenciales, agrícolas e industriales y la AIE dice que se han observado tiempos de recuperación de tan solo cuatro años en estudios de casos de hoteles en España.

El Instituto Australiano de Fotovoltaica (APVI) dijo que las pruebas, incluidas las realizadas por Sunovate, encontraron que los rendimientos pueden más del doble en comparación con la energía fotovoltaica o la energía solar térmica por sí sola. Sin embargo, la eficiencia depende de la temperatura de la aplicación de calefacción, siendo el calentamiento de la piscina más eficiente que el calentamiento del espacio, y ambos son más eficientes que el calentamiento con agua caliente.

La APVI dijo que el potencial de PVT es particularmente fuerte para las empresas comerciales donde los requisitos de calefacción son elevados durante el día, como los procesos agroindustriales (invernaderos, lecherías) y las operaciones de desalinización de agua solar.

El informe de la IEA también indicó que PVT proporcionó una mayor eficiencia de la energía solar fotovoltaica debido a la eliminación de calor de los módulos, mientras que la vida útil de las células aumentó debido a una menor degradación inducida térmicamente.

La AIE dijo que PVT también puede ayudar a abordar los problemas emergentes de las limitaciones de espacio y red, y señaló que la tecnología híbrida utiliza la misma área que un módulo fotovoltaico o térmico para proporcionar electricidad y calor y, en algunos casos, refrigeración.

“Los sistemas PVT ofrecen soluciones de alto rendimiento por unidad de área y maximizan la infraestructura eléctrica existente a través de su aplicación distribuida”, dijo la IEA en el informe.

La APVI dijo que Australia ya alberga varios fabricantes de tecnología PVT, así como distribuidores internacionales, pero con 2 millones de m2 de PVT, es decir, 270 MW PV y 1.400 GW de energía solar térmica instalada en todo el mundo durante los últimos cinco años.

Australia tenía solo 547 m2 de capacidad PVT instalada en 2019, muy a la deriva de los pioneros Francia (485.000 m2), Corea del Sur (281.000 m2), China (133.000 m2) y Alemania (112.000 m2).

Recubrimiento Óptico Para Extender la Vida Útil de las Celdas Solares

Investigadores están colaborando en el desarrollo de recubrimientos ópticos que podrían extender la vida útil de las celdas fotovoltaicas.

Investigadores estadounidenses han desarrollado una nueva clase de recubrimientos ópticos que podrían hacer que las celdas fotovoltaicas duren seis veces más de lo habitual, lo que a su vez podría reducir el costo de reemplazar las celdas gastadas.

El proyecto es una colaboración entre científicos de la Universidad Case Western Reserve (CWRU) en Ohio y la Universidad de Rochester en Nueva York.

Los recubrimientos ópticos son capas de material depositadas sobre una superficie para reflejar o filtrar la luz en diferentes longitudes de onda. Son una parte integral de casi todos los instrumentos ópticos, desde anteojos hasta telescopios.

Los nuevos recubrimientos se pueden fabricar para reflejar completamente una longitud de onda estrecha que corresponde al rango que produce electricidad de manera eficiente mediante una celda fotovoltaica. Eso significa que los nuevos recubrimientos podrían conducir a una solución de alto rendimiento y bajo costo para la generación de energía solar, dijo Giuseppe Strangi, profesor de física en CWRU.

El problema de la energía fotovoltaica es doble. Los paneles solares producen energía de manera eficiente durante el día, cuando la demanda de energía es relativamente baja, pero no después del atardecer, cuando la demanda sigue siendo alta. Y almacenar la energía generada por los paneles fotovoltaicos puede resultar caro.

Strangi y sus colaboradores crearon un revestimiento novedoso hecho de una película de germanio de 15 nanómetros de espesor (similar al silicio o al estaño) que puede reflejar y transmitir simultáneamente la misma longitud de onda o color, y hacer ambas cosas con un alto grado de claridad.

Los investigadores llaman a esta nueva clase de recubrimientos Fano Resonance Optical Coatings (FROC), en un guiño a Ugo Fano, un físico estadounidense nacido en Italia que trabajó con el científico nuclear Enrico Fermi.

Las resonancias en forma, esencialmente, son un fenómeno en el que se superponen dos ondas de luz, son la base del transporte de ondas de luz y también el desarrollo de esta nueva clase de recubrimientos ópticos.

Los nuevos recubrimientos, además de su capacidad de ajustarse para reflejar la longitud de onda fotovoltaica perfecta, también se pueden hacer para absorber el resto del espectro solar. Eso significa que podrían transferir de manera eficiente esas longitudes de onda al calor. Y almacenar esa energía térmica es relativamente económico, en comparación con almacenar electricidad.

Este enfoque también protegería la celda fotovoltaica del sobrecalentamiento, lo que llevaría a la promesa de un aumento de seis veces en la vida útil de las celdas fotovoltaicas, dijo Strangi. Sin embargo, la aplicación de la energía solar fotovoltaica en este nuevo proceso de manipulación de la óptica de ondas a nanoescala llevará algún tiempo para desarrollarse, señalaron los científicos. Los nuevos avances en los recubrimientos ópticos también podrían conducir a otras aplicaciones, agregaron los investigadores. Recientemente describieron sus hallazgos en Nature Nanotechnology.

Reutilización de Paneles Solares: Oportunidades y Desafíos

En un nuevo estudio, PV Cycle e Imec / EnergyVille examinan el creciente sector de la reutilización de paneles solares y detallan tanto las oportunidades como los desafíos de emplear sistemas de segunda mano, especialmente en los países en desarrollo.

Dado que la energía fotovoltaica juega un papel cada vez más importante en la generación de energía renovable, la reutilización y reparación eficientes de los módulos fotovoltaicos se está volviendo cada vez más deseable, especialmente en los países de bajos ingresos. Sin embargo, según un nuevo estudio, una legislación poco clara y unas directrices internacionales débiles sobre residuos electrónicos están obstaculizando su reutilización eficiente.

En su informe exploratorio sobre el sector, la organización belga sin fines de lucro PV Cycle y el centro de innovación europeo Imec / EnergyVille detallan las prácticas, los riesgos y los desafíos actuales del mercado de reempleo con el fin de informar a las autoridades y partes interesadas interesadas, y formular recomendaciones iniciales. Señalan que en el enfoque de la economía circular, las acciones de reutilización y reparación juegan un papel esencial para extender la vida útil de los módulos fotovoltaicos al evitar su entrada temprana en el flujo de residuos, según el informe.

Un mercado de reempleo que aprovecha la primera ola de desmantelamiento está surgiendo 15 años después del comienzo del boom inicial de las instalaciones fotovoltaicas. Sin embargo, como industria incipiente, la reutilización de módulos fotovoltaicos es un sector en el que las empresas operan “en un área inexplorada y en su mayoría no regulada”, según el informe, que agrega: “Los actores industriales y públicos en la gestión de residuos y / o fotovoltaica tienen poco o ningún conocimiento de sus operaciones.

PV Cycle e Imec / EnergyVille señalan que la energía fotovoltaica se ha convertido rápidamente en una de las tecnologías de generación de energía más económicas. “El precio de la electricidad generada por energía fotovoltaica ha alcanzado un costo nivelado de la electricidad de 5-12 USD c / kWh, lo que ha llevado a una importante aceleración de su implementación con más de 110 GWp de capacidad recién instalada solo en 2019”, afirma el estudio. La capacidad fotovoltaica instalada acumulada es ahora de 627 GWp y se espera que alcance más de 1 TWp para 2025.

Con los módulos fotovoltaicos de silicio cristalino (c-Si) que representan el 95% del mercado fotovoltaico y la era de los teravatios de los módulos fotovoltaicos acercándose rápidamente, se están planteando cuestiones importantes sobre la gestión del final de su vida útil, ya que se proyectan 5 millones de toneladas de residuos fotovoltaicos para 2030 por IRENA.

“Adoptar un modelo económico circular para esta industria en proceso de maduración brinda una gran oportunidad para garantizar que la energía fotovoltaica se convierta en una de las fuentes de energía más sostenibles”, subraya el estudio.

En la actualidad, unas 15 empresas están activas en el sector de la reutilización fotovoltaica, un mercado estimado entre 500 y 600 MWp por año. “El volumen comercializado es muy difícil de estimar, ya que no están registrados ni el desmantelamiento de sitios fotovoltaicos ni los mercados de reventa fotovoltaica”, afirma el informe.

Los módulos fotovoltaicos representan aproximadamente el 40% de los costos totales del sistema fotovoltaico, lo que motiva el caso de negocio de la reutilización. Sin embargo, la continua y rápida disminución de los precios de los módulos fotovoltaicos (ahora hasta 0,24-0,36 USD / Wp) y el rápido aumento de la eficiencia de los módulos fotovoltaicos (ahora en el rango del 17 al 21%) plantean dudas sobre la viabilidad económica del sector.

Los módulos fotovoltaicos de segunda mano con menor rendimiento y expectativas de vida útil, pero con mayores riesgos financieros, tienen mayor demanda en mercados de bajos ingresos, como países de África, Asia occidental y el sudeste asiático, donde los clientes buscan sistemas fotovoltaicos de bajo costo extremo con menor calidad y requisitos estéticos. Todavía existe un mercado bastante pequeño y temporal de alrededor de 10 MWp en Europa occidental, donde las regulaciones de tarifas de alimentación a menudo requieren módulos de reemplazo “muy similares” en caso de daños.

“En general, los módulos fotovoltaicos reutilizados o reparados no son competitivos para nuevas instalaciones fotovoltaicas residenciales, comerciales y de servicios públicos en países de altos ingresos o incluso en países en desarrollo con incentivos gubernamentales para implementar fotovoltaica”, subraya el estudio.

Actualmente, los módulos fotovoltaicos para su reutilización se obtienen principalmente de grandes sistemas fotovoltaicos comerciales de 10 kWp a MWp de capacidad o de plantas fotovoltaicas a gran escala de más de 1 MWp de módulos se eliminan, en Europa, en Estados Unidos y China, aunque muchos pueden estar intactos. “El método más rentable es recolectar módulos reutilizables en el sitio de desmantelamiento con la clasificación, las pruebas visuales y eléctricas y la documentación completadas directamente después de la extracción e incluso incluidas pequeñas reparaciones de los componentes eléctricos externos de los módulos (cableado, conectores, diodos) ”, Señala el informe.

End of life PV modules

Eszter Voroshazi, gerente de I + D de Imec / EnergyVille, dice que las directrices técnicas y los estándares que detallan los pasos de clasificación y prueba y, lo más importante, el establecimiento de los criterios técnicos para calificar los módulos para su reutilización “son imprescindibles para garantizar la alta calidad de los módulos reutilizados. Podría valer la pena considerar solo los módulos fotovoltaicos para su reutilización que todavía tengan una potencia superior al 70% de su valor inicial y excluir los módulos fotovoltaicos con defectos que tengan una preocupación incluso menor por la seguridad ”.

La implementación de tales requisitos, que actualmente están totalmente ausentes, “garantizaría una calidad de producto homogénea y generaría confianza hacia los clientes y los fabricantes de equipos originales”, agrega Voroshazi.

“En principio, preparar módulos fotovoltaicos para su reutilización no tiene implicaciones medioambientales negativas, por lo que es un
paso deseable como parte del modelo económico circular para la energía fotovoltaica ”, concluye el informe. En Europa, se espera que los requisitos de diseño ecológico impuestos a los equipos eléctricos y electrónicos que miden la huella de CO2 entren en acción para la energía fotovoltaica.
módulos en los próximos años.

Es probable que esto haga que la reutilización de los módulos fotovoltaicos sea más competitiva y deseable, según el director ejecutivo de PV Cycle, Jan Clyncke.

Al mismo tiempo, los módulos usados ​​pueden representar una amenaza para el medio ambiente si no se reciclan adecuadamente.

“Una nota importante es que la viabilidad medioambiental de los módulos fotovoltaicos de segunda mano está en riesgo si no se garantiza su reciclaje adecuado después de su segunda vida”, añade Clyncke. “Por lo tanto, la práctica actual de exportar módulos fotovoltaicos reutilizados a países en desarrollo con regulaciones de residuos insuficientes está creando una gran preocupación ambiental”.

La reutilización de módulos fotovoltaicos crea claramente oportunidades de empleo para una mano de obra local y técnicamente capacitada, tanto en los países en desmantelamiento como en los de reinstalación, señala el estudio. “Esto debe ir acompañado de una adecuada formación de la mano de obra, que podría conducir a la creación de 63 puestos de trabajo por cada 1.000 toneladas de residuos eléctricos y electrónicos según una estimación de la red RRE-USE. Es importante señalar que para garantizar la viabilidad económica del sector, especialmente en los países de ingresos altos donde los sistemas fotovoltaicos están fuera de servicio, sería necesaria la automatización en la clasificación, las pruebas, etc.

“Este crecimiento del mercado no solo es deseable debido a la generación de empleos, sino que también reduce la pobreza energética en los países de bajos ingresos, lo que indirectamente contribuye a un mayor desarrollo económico y social”.

En general, la legislación poco clara, la falta de control de la directiva de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE) de la Comisión Europea y la falta casi total de una legislación similar fuera de la UE “plantean serias preocupaciones ambientales y de seguridad sobre la reutilización de módulos fotovoltaicos”, según el estudio encuentra.

“En los albores de la primera ola de desmantelamiento de sistemas fotovoltaicos, seguida de un rápido aumento esperado de los volúmenes de módulos fotovoltaicos reutilizables, solicitamos una evaluación cuidadosa del sector y sus regulaciones adecuadas en consulta con los actores globales relevantes”.

Nueva Tecnología de Almacenamiento de Energía Podría Ser Más Económico

Los ingenieros con sede en EE. UU. Han unido fuerzas para desarrollar baterías de alto voltaje para aplicaciones de almacenamiento de energía detrás del medidor, basadas en una tecnología bipolar que utiliza obleas de silicio en baterías de plomo tradicionales.

Las obleas son similares a las de las celdas fotovoltaicas y la idea es que el desarrollo se convierta en un sistema de almacenamiento de energía solar “plug and play”.

La tecnología bipolar se conoce como Silicon Joule y ha sido desarrollada por Gridtential Energy con el objetivo de reducir el peso de las baterías de plomo y lograr un rendimiento competitivo con el de las baterías de iones de litio pero a un menor costo.

Junto con Gridtential, el proyecto está siendo impulsado por Electric Applications Incorporated (EAI) y el Consortium for Battery Innovation (CBI).

La colaboración de investigación implicará la construcción de minisistemas que utilicen baterías bipolares Silicon Joule para realizar pruebas, y EAI desarrollará un esquema de carga optimizado para replicar los sistemas de almacenamiento de energía de la vida real.

El CBI, por otro lado, proporcionará su hoja de ruta técnica para maximizar la vida útil del ciclo y el rendimiento energético, dos parámetros técnicos clave para el almacenamiento de energía renovable.

“El almacenamiento de energía detrás del medidor (BTM) es una pieza crítica para el panorama de la descarbonización con sistemas en auge en la demanda. Solo en los EE. UU., Wood Mackenzie predijo 430 MW instalados en 2020, lo que refleja un aumento de más del 100% con respecto a 2019 ”, dijeron las compañías en un comunicado de prensa. “Esto impulsa la necesidad de baterías asequibles, seguras y de alto rendimiento en paquetes fáciles de conectar que incorporen energía renovable para el mercado residencial”.

México Fue Una Vez Un Líder Climático

México fue una vez un líder climático, ahora está apostando fuerte por el carbón

A medida que se agrava la crisis climática, Andrés Manuel López Obrador planea comprar cerca de 2 millones de toneladas de carbón térmico a pequeños productores.

Los hombres del turno de medianoche fumaban cigarrillos y contaban chistes a la luz de las luces de sus cascos mientras se preparaban para pasar a la clandestinidad. Estaban cargando equipos de seguridad y rollos de tubería en carretillas, listos para un segundo turno que comenzaría a trabajar más tarde esa semana.

“Estamos reactivando la industria”, dijo Arturo Rivera Wong, quien acababa de contratar a 40 trabajadores más en la mina que posee en los matorrales del estado fronterizo de Coahuila.

“Se van a reactivar cuatro hornos de la gran termoeléctrica”, explicó. “Esto va a impulsar las ventas de carbón”.

A medida que la crisis climática empeora y los precios de las energías limpias se desploman, los gobiernos de todo el mundo han ido reduciendo sus economías del carbón y otros combustibles fósiles.

México se mueve en la dirección opuesta.

El presidente Andrés Manuel López Obrador, conocido popularmente como AMLO, ha revelado planes para comprar casi 2 millones de toneladas de carbón térmico a pequeños productores como Rivera. También planea reactivar un par de plantas de carbón en la frontera de Texas, que se estaban cerrando a medida que el gas natural y las energías renovables asumían un papel más destacado en la combinación energética de México.

López Obrador no solo está apostando fuerte por los combustibles fósiles, sino que también está restringiendo las energías limpias.

El presidente populista ha impulsado una visión de soberanía energética, en la que los organismos estatales -la petrolera Pemex y la Comisión Federal de Electricidad (CFE) – bombean petróleo y generan electricidad. Los actores privados, que han invertido mucho en energía limpia, están relegados a un papel secundario en la visión de López Obrador, mientras que los compromisos climáticos y de emisiones son una ocurrencia tardía.

“En lugar de pensar en una transición del carbón y los combustibles fósiles, está pensando en usar más carbón y petróleo”, dijo Adrián Fernández Bremauntz, director de Iniciativa Climática de México, una organización ambiental.

“Ningún otro país del G20 tiene políticas energéticas tan anormales o retrógradas como este gobierno”, agregó. “No nos hará avanzar hacia nuestros objetivos climáticos”.

Las políticas de AMLO contrastan radicalmente con las de la administración Biden, que ha declarado que la crisis climática representa una “amenaza existencial” y ha revelado una serie de políticas para desvincular la economía de Estados Unidos de los combustibles fósiles.

El plan de inversión actual de la CFE renuncia por completo a los proyectos de energía limpia. Y un proyecto de ley para reformar la industria eléctrica que se envió recientemente al Congreso obligaría a la CFE a comprar energía de sus propias instalaciones, incluidas las plantas de carbón, antes que las renovables.

López Obrador ha dicho que su gobierno rehabilitará las instalaciones hidroeléctricas de la CFE, lo que permitiría a México cumplir con sus compromisos climáticos de generar el 35% de su electricidad a través de energías renovables.

Pero para argumentar a favor de priorizar los combustibles fósiles y restablecer una industria eléctrica estatal, el gobierno mexicano ha puesto en duda repetidamente la confiabilidad de las energías renovables, argumentando que la energía solar y eólica no son confiables y afirmando que se les ha dado preferencia sobre los proyectos hidroeléctricos de la CFE.

Y a pesar de los huracanes cada vez más poderosos, las sequías y otros fenómenos meteorológicos extremos que han afectado a la región, se ha mantenido en silencio sobre la crisis climática.

Después de que un apagón de diciembre sumiera a 10,3 millones de clientes en la oscuridad, la CFE culpó en parte del apagón de la tarde a los niveles récord de energía renovable que sobrecarga la red eléctrica.

En el pasado, México ha sido un líder climático. Fue el primer país en desarrollo en entregar su plan de acción climática antes del acuerdo de París, pero esas ambiciones ahora son tratadas con una abrumadora falta de interés por parte del gobierno.

“El acuerdo de París no tiene relevancia para nada de lo que están hablando en el sector eléctrico en este momento”, dijo Jeremy Martin, vicepresidente de energía y sustentabilidad del Instituto de las Américas.

La perspectiva de López Obrador sobre los combustibles fósiles y las empresas estatales se deriva de su crianza en el estado rico en petróleo de Tabasco, en un momento en que Pemex era visto como el vehículo para el desarrollo nacional. Las empresas privadas y los extranjeros habían sido excluidos del sector energético desde una expropiación de 1938.

Pero la apertura de la industria en 2013 alentó una serie de nuevas inversiones, muchas de ellas en energías renovables. México también introdujo las subastas de energía limpia, que “establecieron precios récord por el bajo nivel de oferta de los desarrolladores para incorporar energías renovables”, dijo Martin.

Esas subastas se detuvieron después de que López Obrador asumió el poder en diciembre de 2018. Anaid Velasco, directora de investigación del Centro Mexicano de Derecho Ambiental, describió la política del nuevo gobierno como: “Pondré obstáculos en el camino del sector privado, que invirtió más en energías renovables y dedicaré la mayor parte de mis esfuerzos, y al menos el 80% del presupuesto, a los combustibles fósiles “.

Incluso mientras la pandemia de coronavirus acumula miseria en México, López Obrador ha continuado invirtiendo fondos en Pemex y no ha frenado la construcción de una refinería de petróleo masiva de $ 8 mil millones.

“Vamos a rescatar a Pemex y a la CFE”, dice AMLO a menudo, apelando al nacionalismo e impugnando a sus predecesores por abrir el sector energético a inversionistas privados y extranjeros.

George Baker, un analista veterano de Pemex, comparó la retórica de AMLO sobre la energía con la obsesión de Donald Trump con la restauración de la industria del carbón estadounidense. “Es una especie de declaración de sentirse bien en el nivel de ‘Hacer que Estados Unidos vuelva a ser grandioso’”, dijo.

López Obrador también ha mostrado un marcado entusiasmo por el carbón, que produce aproximadamente el 9.5% de la electricidad de México. En octubre viajó a las regiones mineras de Coahuila, para anunciar la reactivación de las plantas de carbón de la CFE. Llamó a la energía limpia un “sofisma” para priorizar la empresa privada sobre la pública.

El compromiso del presidente con el carbón fue un alivio bienvenido para mineros como Rivera, cuya familia ha trabajado en las minas durante tres generaciones.

La minería casi se paraliza en 2019 cuando la CFE dejó de comprar en medio de planes de transición a una fuente de energía más limpia. Aproximadamente 10.000 mineros perdieron sus trabajos.

Para mantenerse a flote, Rivera cerró la mina y vendió 20 vacas y la casa que había heredado de su madre. Algunos de sus empleados se vieron obligados a buscar nueces para alimentar a sus familias.

Su compañía ahora extrae 700 toneladas de carbón a la semana de su mina, que excava bajo el terreno reseco de cactus y mezquite.

La región está plagada de minas de todos los tamaños, que van desde pocitos artesanales, o “pequeños agujeros”, hasta operaciones a gran escala y tajos abiertos. “Cavas 30 metros y obtienes carbón”, dijo Javier Gómez Acuña, director de Prodemi, una agencia estatal-gubernamental para promover la minería. “Está en todas partes.”

Las condiciones suelen ser peligrosas: el 19 de febrero se cumple el 15º aniversario del desastre de Pasta de Conchos, que mató a 65 mineros.

A medida que la planta de carbón reabre más hornos, Rivera espera aumentar la producción a 1.900 toneladas por semana.

“¿Qué quiere el presidente? Para reactivar la economía porque el 50% de esta región depende de la minería ”, dijo Rivera.

Rivera no negó la crisis climática y dijo que la sequía se había apoderado de la región durante tres años. “Definitivamente creemos en el cambio climático y hay que buscar formas alternativas de producir energía. Pero tenemos que avanzar poco a poco ”, dijo.

Los trabajadores que se preparaban para reabrir las minas de carbón parecían más preocupados por el trabajo que por el clima.

“Dicen que ya no van a comprar carbón por estas lámparas solares y cosas así”, dijo Luis Alberto García. “Pero espero que siempre podamos vender carbón porque ganamos más dinero con él”.

Artículo traducido de The Guardian, lee el original en Mexico was once a climate leader – now it’s betting big on coal

Tendencias de la Energía Renovable a Esperar en 2021

La energía verde se vuelve más accesible cada año porque la industria continúa ganando apoyo. Las personas quieren ser ecológicas en sus vidas y apoyar a las empresas que utilizan prácticas comerciales sostenibles. Los expertos de la industria deben conocer qué tendencias de energía renovable esperar en 2021 para comprender mejor lo que depara el futuro.

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Estas tendencias contribuirán al próximo éxito de la industria. Aprender más sobre ellos podría impulsar planes para elevar el listón dentro de las principales empresas para que la industria de las energías renovables continúe creciendo mucho más allá de fin de año.

1. Las corporaciones se volverán ecológicas

Hace cinco o 10 años, la gente apoyaba a las empresas que realizaban cambios ecológicos en sus negocios. Compraron alimentos a minoristas que redujeron las bolsas de plástico y ropa a empresas que dejaron de depender de las prácticas de moda rápida. Ahora esperan más, por lo que las empresas que esperan tener éxito en 2021 deberían intentar ampliar sus esfuerzos de sostenibilidad.

Ser 100% ecológico es un compromiso importante que promete cambios a largo plazo. Es por eso que Google se comprometió a ser libre de energía de carbono para 2030 y describió cómo planea hacerlo. La sostenibilidad no es una moda para los consumidores. Se está convirtiendo en una parte esperada de la vida cotidiana.

2. Disminuirán las emisiones de Alcance 3

Las emisiones de Alcance 3 también se conocen como emisiones de la cadena de valor. No provienen directamente de la planta o fábricas de producción de una empresa. En cambio, son el resultado de organizaciones asociadas. Es probable que las corporaciones se concentren en estas emisiones para reducir su huella de carbono porque aumentan su responsabilidad ambiental.

3. El calor geotérmico calentará los vecindarios

Los propietarios de viviendas han oído hablar de la energía solar durante años, pero el futuro parece brillante para los expertos de la industria que trabajan con energía geotérmica. En lugar de depender de más energía para calentar una casa conectada a una bomba de calor de fuente de aire, los propietarios ahorrarán dinero aprovechando el calor del suelo.

Incluso en las condiciones más frías, las temperaturas del suelo promedian alrededor de 55 grados Fahrenheit, por lo que no hay cambios en las fluctuaciones de temperatura. El calor constante del suelo es rentable y altamente efectivo, por lo que los propietarios comenzarán a invertir en calor geotérmico para ahorrar dinero y mantenerse cómodos.

4. La innovación impulsará los esfuerzos ecológicos

Los objetivos de sostenibilidad ambiciosos requieren una innovación constante. Aunque la mayoría de la gente está familiarizada con la idea de volverse ecológico, todavía es un territorio relativamente inexplorado en términos del alcance necesario. Nuevas soluciones innovadoras llegarán al mercado para que la energía renovable sea más fácil para los objetivos y la rentabilidad a largo plazo. Espere ver adaptaciones más ecológicas y económicas en todo, desde la infraestructura hasta el marketing para el consumidor.

5. Las empresas aprovecharán los créditos fiscales

Algunos gobiernos federales ofrecen un crédito fiscal a la inversión del 30% a las empresas que dejan atrás los combustibles fósiles y dependen de la energía solar. Es una parte fundamental de lo que ha hecho que los modelos comerciales renovables sean más accesibles y esperados por los consumidores.

Es probable que haya desarrollos próximos con otros créditos fiscales para alentar a las personas a cambiar a formas de energía verde. Las empresas pueden aprovechar estos créditos para realizar un cambio sostenible, generar confianza en los consumidores y mantener un futuro más ecológico para sus operaciones comerciales.

6. Las empresas de energía tradicional se diversificarán

La industria energética tradicional sabe que sus días de dominación del mercado están llegando a su fin, por lo que es mejor para ellos diversificarse. Las compañías de petróleo, gas y electricidad invertirán en esfuerzos de biorrefinería y tecnología verde para mantenerse a flote. Podría ser una nueva fuente importante de financiación para el creciente sector de la sostenibilidad.

Depende de cuántas empresas se diversifiquen el próximo año y cuánto estén dispuestas a gastar. Pueden estar interesados ​​en inversiones individuales o incluso en asociarse con titanes de la energía verde que puedan demostrar un camino viable para la rentabilidad y las relaciones con los consumidores.

Mira el mercado

Estas son las tendencias de energía renovable que se esperan en 2021, así que esté atento a ellas. Acelerarán y comenzarán a tomar el control de la industria, transformando el planeta en un mejor lugar para vivir.