Archivos de la categoría Energía Solar

India Está Produciendo La Energía Solar Más Barata Del Mundo

Hace poco tiempo, la energía solar se consideraba una fuente de energía marginal. Pero ahora es uno de los principales impulsores de la transición hacia una energía sostenible más verde.

En todo el mundo, los precios están cayendo y la India ahora está produciendo la energía solar más barata del mundo, según una encuesta de la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA).

Los costos de construcción de instalaciones solares a gran escala en India cayeron un 27% en 2018, año tras año, gracias a una combinación de importaciones de paneles a bajo precio desde China, tierra de abundante mano de obra barata.

Los precios solares promedio de las instalaciones a gran escala en India fueron menos de un tercio de los de Canadá, donde los costos fueron los más altos de los países encuestados.

Más de la mitad de los costos totales de la construcción de una instalación solar en India se relacionan con hardware, como estanterías y montajes, mientras que el resto implica costos suaves, como el diseño del sistema y la financiación.

El menor gasto en servicios y mano de obra ha contribuido a una caída dramática en la inversión necesaria para establecer proyectos de generación de energía solar a gran escala. Entre 2010 y 2018, los costos de instalación en India cayeron un 80%, la disminución más precipitada de cualquier país.

De vuelta a la naturaleza

A medida que los precios bajan, la demanda aumenta. El sector solar global en expansión ahora representa el 55% de toda la nueva capacidad de generación de energía renovable. El año pasado, 94 Gigawatts de nueva capacidad se pusieron en línea, en gran parte agregados por países asiáticos.

China fue responsable de 44 Gigawatts de toda la nueva capacidad solar, casi cinco veces más que la India, que siguió directamente detrás. Otros mercados en rápida expansión incluyen Estados Unidos, Japón, Australia y Alemania.

Junto con el aumento de la energía solar, también están creciendo otras fuentes de energía limpia como los parques eólicos y la energía hidroeléctrica. La energía renovable ahora genera un tercio de la capacidad energética mundial.

“A través de su convincente argumento comercial, la energía renovable se ha establecido como la tecnología elegida para la nueva capacidad de generación de energía”, dijo Adnan Amin, ex director general de IRENA.

“El fuerte crecimiento en 2018 continúa con la notable tendencia de los últimos cinco años, que refleja un cambio continuo hacia la energía renovable como el motor de la transformación energética global”.

Un poderoso incentivo

A medida que los mercados cambian a fuentes de energía más limpias, las energías no renovables, como los combustibles fósiles y la energía nuclear, han experimentado una disminución constante en Europa, América del Norte y Oceanía.

Pero los países de Asia y Medio Oriente todavía dependen en gran medida de los combustibles fósiles, donde la capacidad de generación de petróleo y gas está en aumento.

El informe de IRENA considera que la caída de los costos de la tecnología renovable es clave para la futura descarbonización de energía, y señala que, en última instancia, será más barato construir y operar parques solares y eólicos, que operar las centrales eléctricas de carbón existentes.

La energía eólica y solar en tierra se está volviendo rápidamente menos costosa que el carbón y el petróleo, lo que podría proporcionar un poderoso incentivo para que los países dependientes de combustibles fósiles cambien a fuentes de energía más sostenibles.

Las Opciones Óptimas De Trinapro: Módulos Bifaciales Con Seguimiento

La optimización de la obtención de energía de una instalación solar fotoeléctrica debe ser el objetivo principal de todas las partes interesadas involucradas en una instalación solar. Después de todo, cuanto más óptima sea la salida de energía del sistema, más rápido el proyecto generará un retorno de la inversión.

Nadie entiende este objetivo más que Trina Solar. Esta es la razón por la que presentamos TrinaPro, la solución solar integral para instalaciones tanto de servicios públicos como de C&I. Las organizaciones que se asocian con TrinaPro reciben un sistema de energía solar fotovoltaica diseñado especialmente para el diseño del sitio y que satisface todas las necesidades del proyecto.

Una de las opciones de cambio de juego que proporciona TrinaPro para mejorar la generación de energía solar es una combinación de módulos DUOMAX bifaciales de alta eficiencia combinados con seguidores solares. Estas dos características innovadoras permiten que las instalaciones solares recojan la luz solar temprano en la mañana y más tarde en la noche, extendiendo la cantidad de tiempo durante el día en que la instalación puede recoger la luz solar.

A continuación, se explica cómo los dos bifaciales y rastreadores bifaciales de TrinaPro funcionan para maximizar la generación de energía, reducir el costo nivelado de la electricidad y, en última instancia, mejorar el retorno de la inversión del sistema.

Las ventajas de los módulos PERC bifaciales

Las celdas solares de los módulos bifaciales DUOMAX Twin de Trina Solar capturan la luz solar desde ambos lados del panel, produciendo hasta un 25 por ciento más de generación de energía que los módulos estándar.

Las Opciones Óptimas De Trinapro: Módulos Bifaciales Con Seguimiento

Los módulos logran esta hazaña al absorber la luz solar directa en el lado frontal, mientras que el lado trasero captura la luz reflejada y dispersa. Este diseño permite que el módulo absorba toda la luz que de otro modo habría rebotado en las celdas de un módulo estándar. Incluso en condiciones de poca luz y en días nublados, el diseño bifacial sigue funcionando bien.

Todo este aumento de la absorción de la luz solar en los módulos bifaciales permite una mayor generación de energía que reduce el LCOE (costo de energía nivelado) general del sistema.

Los beneficios de los seguidores solares

Sin embargo, el simple uso de los módulos bifaciales en un sistema de montaje de inclinación fija se enfrenta a una limitación incorporada, ya que la inmovilidad de los sistemas de inclinación fija deja una buena parte de la luz solar del día sin capturar.

Los módulos equipados con rastreadores dinámicos que siguen al sol desde la primera vez que se asoma sobre el horizonte por la mañana hasta que se pone en el oeste tienen la capacidad de captar mucha más luz solar durante todo el día. Además, los temporizadores preprogramados y las operaciones y administración regulares aseguran que los rastreadores continúen siguiendo la trayectoria del sol a medida que su ruta cambia de acuerdo con las estaciones cambiantes.

Además, el rastreador de un solo eje incluye:

  • Retroceso
  • Control de sombra
  • Avanzado algoritmo de seguimiento bifacial
  • Función de control optimizado inteligente con PLC
  • Además, con opciones de una sola fila y de varias filas, los seguidores solares pueden adaptarse fácilmente a casi todos los diseños del sitio (tipo de terreno: hasta N-S 15 por ciento de adopción de pendientes)

Combinando módulos bifaciales y rastreadores

Esencialmente, todo esto significa que los rastreadores permiten que los módulos capturen la luz solar durante todo el día, mientras que al mismo tiempo los módulos bifaciales recogen aún más luz solar que golpea los paneles. Combinadas, estas características están abriendo nuevos caminos en la maximización de la producción de energía para instalaciones fotoeléctricas a escala de servicio público y C&I.

En un día soleado típico para una instalación en una superficie de terreno arenoso, los módulos bifaciales en los rastreadores superan significativamente la producción de energía de un sistema montado en tierra de inclinación fija estándar.

La ganancia energética total por hora de un sistema fotoeléctrico solar con un rastreador y módulos bifaciales es especialmente pronunciada en las primeras horas de la mañana, ya que puede alcanzar ganancias de energía casi un 120 por ciento más altas que los sistemas estándar. La falta de un rastreador deja la mayor parte de esta luz de la mañana sin recoger, lo que, en última instancia, deja dinero en la mesa cuando se trata de la producción de energía.

Los Sistemas De Energía Solar Se Disparan Gracias A Una Regulación Más Amigable

Las compañías señalan que están siendo abrumadas por la demanda después de que un decreto gubernamental eliminó los obstáculos burocráticos y los precios de instalación cayeron drásticamente.

El sol ha estado brillando en el sector energético de producción propia de España desde que el gobierno socialista (PSOE) aprobó en el mes de abril, nuevas regulaciones. Desde entonces, la demanda de paneles solares fotovoltaicos por parte de hogares y empresas se ha disparado.

Aunque aún es temprano, la Unión Española de Energía Fotovoltaica (UNEF) ya está hablando de un “enorme interés renovado” en la autogeneración de la energía solar.

“Solíamos recibir un par de solicitudes al mes, y ahora estamos tratando con alrededor de 20 por día.”- Pilar Pérez, Leroy Merlin

El año pasado, se agregaron 235 Megawatts (MW) de nueva energía fotovoltaica en España, y este año la industria espera ver una capacidad instalada de 400 MW, dice José Donoso, director general de la asociación de la industria.

La mayor parte de esta energía adicional es demandada por las pequeñas y medianas empresas y por el sector industrial, que se beneficia más porque pueden producir y consumir energía simultáneamente.

Por ahora, los hogares, que típicamente tienen sistemas de energía solar de 3kW, representan alrededor del 10% de la autogeneración del sol, pero Donoso espera que esa cifra aumente durante todo el año.

Un número creciente de españoles están comprando sistemas de paneles solares para sus hogares.

Ahora que la autogeneración es legal y tiene sentido desde el punto de vista económico, las empresas están trabajando día y noche para satisfacer la demanda. Atrás quedaron los obstáculos administrativos mantenidos durante años por las administraciones del Partido Popular (PP) de derecha. Y el precio de instalación de sistemas solares se ha reducido en casi un 80% en solo una década. Incluso algunas autoridades locales están incentivando la autoproducción con impuestos a la propiedad más bajos para hogares con sistemas solares.

Un portavoz de la compañía de energía renovable Holaluz dijo que 300 clientes a la semana se ponen en contacto con ellos para solicitar un presupuesto y configurar cinco sistemas al día. La compañía espera haber instalado 1.500 sistemas para fines de año y 5.000 para 2021. Estos son en su mayoría sistemas domésticos para casas independientes y otras instalaciones que no envían el exceso de producción a la red. En 2017, la compañía creó el primer sistema de autoproducción compartida, que también es legal desde abril, en un edificio residencial en Rubí (Barcelona).

Incluso las empresas de servicios tradicionales como Iberdrola y Endesa están compitiendo por un pedazo del pastel en este nuevo y exuberante mercado. Las solicitudes de instalaciones fotovoltaicas se han disparado un 140% en una empresa llamada SotySolar.

Los hogares, que normalmente tienen sistemas de energía solar de 3kW, representan alrededor del 10% de la autogeneración solar.

“Hemos pasado de ser dos trabajadores hace un año y medio a un equipo de 11, y todavía estamos cortos de gente. Estamos teniendo problemas reales para satisfacer la demanda “, dice José Antonio González, director de ventas de Red-Fotovoltaica, la compañía que realiza instalaciones llave en mano para clientes del gigante de bricolaje Leroy Merlin. Una portavoz de Leroy Merlin confirma este pico de demanda.

“Solíamos recibir un par de solicitudes al mes, y ahora estamos tratando con alrededor de 20 por día”, dice Pilar Pérez, jefa de productos de energía renovable de la compañía. Incluso hay promotores inmobiliarios, como Neinor Homes, que ofrecen a los compradores de apartamentos en El Cañaveral (Madrid) un panel fotovoltaico y un sistema de batería por 19.900 €.

Almacen de energía

Los expertos están convencidos de que en muy poco tiempo, los apartamentos no solo tendrán paneles que produzcan energía, sino también baterías de almacenamiento. El mayor ahorro de energía proviene del almacenamiento de energía que no se consume de inmediato. La UNEF estima que alrededor del 25% de las instalaciones de autoproducción en España actualmente tienen un sistema de almacenamiento.

“En comparación con el año pasado, la demanda de equipos se ha duplicado, y aunque la tasa de baterías para hogares que no son casas independientes sigue siendo baja, esperamos ver un crecimiento significativo a partir de ahora”, dice Ignacio Osorio, CEO de Ampere Energy, una empresa española que produce y vende baterías eléctricas.

Lo que ayuda a este crecimiento es el hecho de que el precio de las baterías también ha estado bajando, a una tasa de alrededor del 80% desde 2010. El precio depende de la capacidad. “Para un sistema residencial de 2.5kW, la batería costaría entre € 3,000 y € 4,000”, según UNEF. Pero también hay baterías que van por € 12,000. Los paneles generan la mayor cantidad de energía durante el día, cuando la mayoría de los usuarios no están en casa. La batería almacena esa energía para poder utilizarla por la noche o en un día nublado, y evitar tener que recurrir a la red. También puede comprar electricidad de la red cuando es más barato.

Según Alexandre Diez Baumann, vicepresidente de la Asociación de Baterías y Almacenamiento de Energía (Aepibal), invertir en una batería puede significar tasas de retorno de más del ocho por ciento. Pero otros expertos creen que la inversión simplemente no vale la pena.

“La red puede cumplir el mismo propósito que una batería a un costo menor, con cero inversiones y sin riesgo tecnológico alguno”, dice González, de Red-Fotovoltaica. “Debido a la estructura de la facturación de energía en España y las regulaciones actuales, los argumentos económicos a favor de las baterías son generalmente insuficientes en comparación con la autogeneración sin almacenamiento”.

Cómo Los Seguidores Solares Aumentan La Producción De Energía Fotovoltaica

Con el tiempo, los paneles solares se han vuelto cada vez más eficientes. Las primeras celdas de silicio comerciales, producidas en 1954, alcanzaron un máximo de solo el 2% de la luz solar convertida y se vendieron a US$ 25 cada una. Su baja eficiencia y alto precio resultaron en un asombroso costo de US$ 1,785 por Watt en ese momento; Ajustado por inflación, el total asciende a US$ 17,000. Hoy en día, los costos por Watt en instalaciones solares a escala de servicios públicos pueden ser inferiores a US$ 1, según el Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

¿Por qué la eficiencia ha mejorado tanto en 60 años? Hay muchas explicaciones, incluyendo mejoras en materiales  y diseños. Otros beneficios se derivan de la inclusión de sistemas de seguimiento solar junto con inversores de clase mundial y módulos solares líderes en la industria dentro de soluciones integrales. Los rastreadores en particular aumentan la producción de celdas fotovoltaicas (PV) y hacen que los paneles sean más prácticos para su operación durante todo el año.

Qué son y cómo funcionan en los proyectos de hoy.

Los sistemas de seguimiento solar abordan un problema fundamental en la captura y conversión de la luz solar, la rotación de la tierra. A medida que el planeta se mueve, la posición cambiante del sol en el cielo afecta el ángulo de incidencia de la luz en los paneles fotovoltaicos. Además, el sol es relativamente alto en el verano y bajo en el invierno, lo que conduce a inconsistencias estacionales para los paneles solares.

En términos de números, un seguidor solar de un solo eje puede ofrecer un salto de rendimiento del 25 al 35 por ciento, según EnergySage. Los ejes adicionales pueden ofrecer más incrementos marginales en la eficiencia. El diseño de un solo eje permite que los paneles se muevan en un eje este-oeste, mientras que los ejes dobles también permiten el movimiento norte-sur.
Los seguidores, o rastreadores, tienen en cuenta la hora del día y la fecha del calendario para garantizar un posicionamiento óptimo de su infraestructura conectada. También hacen ajustes para el terreno circundante, pero su funcionalidad central es el seguimiento del movimiento del sol de este a oeste. Esta característica reduce la cantidad de energía perdida del panel, especialmente durante los extremos del verano y el invierno y en latitudes altas, como en Alaska.

¿Dónde los sistemas de seguimiento solar tienen más sentido?

Los seguidores solares no son comunes en los proyectos residenciales, muchos de los cuales están situados en los techos y carecen de la escala y / o la ubicación geográfica para hacer que el seguimiento valga la pena. En la energía solar a escala comercial y de servicios públicos, el seguimiento es mucho más importante.

Comercial

Las aplicaciones comerciales montadas en el suelo son candidatas principales para los sistemas de seguimiento solar, que permitirán una mayor eficiencia y un retorno de la inversión más rápido. El montaje en tierra es mejor que un techo para soportar el peso de los seguidores. Además, existe la ventaja adicional de una utilización superior del terreno: un conjunto fotovoltaico solar equipado con un rastreador generalmente puede producir tanta o más energía que una alternativa de inclinación fija sobre la misma área de superficie. Finalmente, la precisión y la capacidad de ajuste de los seguidores solares permiten que los niveles de producción necesarios suministren energía adicional a las redes eléctricas locales durante las horas pico. Esto solo es aplicable en estados con las regulaciones correspondientes.

Utilidad

La enorme escala de los proyectos de servicios públicos los hace ideales para los beneficios de un sistema de seguimiento solar. En otras palabras, la inversión inicial se pagará más que a sí misma a través de aumentos a largo plazo en la eficiencia. Si el rastreador se incluye como parte de una solución, es una apuesta aún mejor ya que el mismo proveedor que ayuda con la selección e implementación iniciales también ayuda con el mantenimiento, la reparación y el reemplazo continuos.

El Nuevo Solar Roof V3 Tendrá El Mismo Precio Que Las Tejas Solares, Dice Elon Musk

Elon Musk comenta que la nueva versión de los techos solares de Tesla será aún menos costosa que su predecesora.

Cuando Tesla lanzó sus Tejas solares en 2017, el fabricante de automóviles dijo que comenzarían la producción e instalación en volumen en 2018.

Sin embargo, el despliegue resultó ser mucho más lento y las instalaciones se han limitado a las casas de algunos ejecutivos y algunos clientes.

Tesla más tarde retrasó la producción en volumen hasta 2019.

El director ejecutivo, Elon Musk, dijo que tuvieron que hacer algunos cambios en el producto para asegurarse de que durará 30 años.

En la reunión de accionistas de Tesla en 2019, Musk dijo que ahora están completando una tercera versión del techo solar de Tesla:

“Estamos a punto de completar la versión 3 del techo solar. En realidad, es un problema de tecnología bastante difícil tener una celda solar integrada con una teja, que se vea bien y que dure 30 años”.

El CEO explicó que tenían dificultades para hacer pruebas aceleradas en el techo, pero ahora se sienten más seguros.

El Nuevo Solar Roof V3 Tendrá El Mismo Precio Que Las Tejas Solares, Dice Elon Musk

Con la tercera versión, Musk parece estar seguro de que Tesla puede reducir el costo a un nivel impresionante:

“Estoy muy entusiasmado con la versión 3 de techo solar. Tenemos la posibilidad de ser igual a un techo de tejas compuestas más el costo de servicios públicos de alguien o ser más bajo que eso. Ese es uno de los techos más baratos disponibles. De modo que se puede tener un gran techo con mejores resultados económicos que un techo bastante económico y su factura de servicios públicos”.

Al lanzar el producto, Tesla dijo que el propietario típico puede esperar pagar $ 21.85 por pie cuadrado por un techo solar.

Es un producto bastante caro, pero viene con una garantía de por vida de la casa y 30 años de generación de energía garantizada.

Después de la producción de electricidad, Tesla estimó que su nuevo techo solar será más barato que cualquier otro de estilo similar o que prácticamente se pagará solo a través del ahorro de electricidad.

Pero ese estilo era uno que indica que Tesla habría hecho mejoras en los costos.

Sin embargo, depende de otros factores como la ubicación, ya que los aspectos económicos de la energía solar son muy diferentes según el mercado.

El tiempo de instalación también va a hacer una gran diferencia.

Cuando se lanzó por primera vez el nuevo producto, Tesla dijo que la instalación de un techo de tejas debería demorar aproximadamente entre 5 y 7 días.

A principios de este año, se informó que la instalación aún demoraba alrededor de 2 semanas.

Si Tesla puede resolver esto y mejorar el costo de producción, seguramente tendrá un producto excelente en sus manos, pero solo el tiempo lo dirá en este momento.

Selenio: Aumenta La Eficiencia De Las Células Solares De Película Delgada Hasta El 22%

Las células solares de película delgada hechas de telururo de cadmio tienen una ventaja significativa sobre las células solares convencionales hechas de silicio cristalino. Necesitan mucho menos materia prima, hasta 100 veces menos, lo que los hace más baratos de fabricar que las celdas de silicio. También absorben la luz solar en casi la longitud de onda ideal. Como resultado, la electricidad generada por células solares de película delgada es la menos costosa disponible en la actualidad.

La película delgada solar tiene una desventaja significativa, sin embargo. Es menos eficiente para convertir la luz solar en electricidad que las hechas  de silicio. Investigadores en el Centro de Energía Fotovoltaica de Nueva Generación de la Universidad del Estado de Colorado, trabajando en colaboración con científicos de la Universidad de Loughborough en el Reino Unido, descubrieron que agregar selenio a la mezcla puede aumentar la eficiencia de la película solar delgada hasta alrededor del 22%, tan bueno como el mejor silicio celdas solares de obleas.

La pregunta que los científicos no pudieron responder fue por qué agregar selenio a la mezcla hizo que las celdas de película delgada fueran más eficientes. Sus experimentos revelaron que el selenio supera los efectos de los defectos de escala atómica en los cristales de teluro de cadmio. Los electrones generados cuando la luz del sol incide en el panel solar tratado con selenio tienen menos probabilidades de quedar atrapados y perderse en los defectos que a menudo se encuentran en los límites entre los granos de cristal a medida que crecen, lo que aumenta la cantidad de energía extraída de cada célula solar en el proceso. Los resultados de la investigación fueron publicados recientemente en la revista Nature Energy.

Está bien, esto es sólo en la fase de laboratorio en este momento. Todos sabemos que no hay garantía de que los avances en el laboratorio se traduzcan en productos comercialmente viables. Pero esta investigación, financiada en parte por la Fundación Nacional de Ciencia, es precisamente el tipo de cosa que sigue bajando el precio de la energía solar y dificultando la competencia de los combustibles fósiles.

La clave para descarbonizar la generación de electricidad es encontrar formas de superar los precios de los combustibles fósiles sin subsidios. El selenio de película delgada solar enriquecido podría ayudar a que las compañías de combustibles fósiles dejen de funcionar.

Energía Solar Orbital: Enviando los Rayos del Sol a la Tierra

Energía Solar Orbital: Enviando los Rayos del Sol a la Tierra

China ha invertido US$ 15 millones en una prueba para una “estación espacial solar”, una nave que orbitará la Tierra, absorberá los rayos solares, los convertirá en electricidad y los enviará de regreso al planeta. pero queda por verse si este ambicioso proyecto puede superar los importantes obstáculos tecnológicos que enfrenta.

En 2017, China invirtió US$ 125,9 mil millones en fuentes de energía renovable, casi la mitad del total mundial, mientras el país mira los vientos y las aguas de la Tierra para satisfacer sus vastas necesidades energéticas. Sin embargo, tal vez su proyecto más ambicioso no sea en la Tierra, sino en el espacio, donde los científicos pretenden lanzar una “estación espacial solar” que pueda absorber los rayos del sol, convertirlos en electricidad y transmitirlos a la Tierra.

El proyecto enfrenta una serie de desafíos tecnológicos y logísticos, pero con un potencial financiero claro y un respaldo financiero significativo, los desarrolladores esperan completar la primera estación solar del espacio exterior del mundo para mediados de siglo.

El proceso de energía solar orbital.

El proceso es simple en teoría. Un dispositivo de generación de energía en el espacio convertiría la energía solar en energía eléctrica, al igual que los paneles solares en la Tierra. El dispositivo luego convertiría la energía en microondas o láseres para hacer una transmisión a una estación receptora en la Tierra, que luego convertiría la transmisión de nuevo en energía eléctrica y la enviaría directamente a una red eléctrica.

La estación propuesta orbitaría 22,000 millas sobre la Tierra y proporcionaría un suministro constante de energía, recolectando y devolviendo energía el 99% del tiempo, ya que los rayos solares no serían interceptados ni bloqueados por los gases, como sucede con el 30% de los rayos a medida que pasan a través de la atmósfera de la Tierra. El dispositivo no se vería afectado por los cambios de la noche al día, o de estación a estación, ya que los paneles solares están en la Tierra.

El proyecto satisfaría una necesidad energética clave para China, que ha consumido más carbón que el resto del mundo combinado desde 2011. El país ha invertido considerablemente en fuentes de energía renovable en los últimos años, convirtiéndose en el líder mundial en energía hidroeléctrica en 2014 después de aumentar Su capacidad hidroeléctrica en un 408% en los primeros 15 años del milenio.

Energía Solar Orbital: Enviando los Rayos del Sol a la Tierra

Pruebas a 1.000 metros.

Investigadores de la Universidad de Chongqing, la Universidad de Xidian y la rama de Xi’an de la Academia de Tecnología Espacial de China están desarrollando una instalación de prueba en Chongqing. El proyecto ha recibido US$ 15 millones en fondos y durante dos años se lanzará seis globos atados a una altura de un kilómetro sobre el nivel del mar. Los globos se unirán entre sí y al suelo, y se les colocarán paneles solares, que se utilizarán para capturar los rayos solares, convertirlos en microondas y transmitirlos a la Tierra. El proyecto de prueba es idéntico al proyecto final planificado, pero en una escala mucho menor.

El equipo planea completar sus pruebas de transmisión de energía dentro de los próximos diez años, antes de completar una instalación de pruebas más grande, una que se enviará al espacio y es capaz de transferir metawatts de energía, para 2030. Esto coincidirá con un plan del gobierno para ver El 20% de la energía de China proviene de fuentes de combustibles no fósiles. China planea construir una estación espacial comercial antes de 2050.

Retos tecnológicos y logísticos.

Cualquier proyecto de esta escala se enfrenta a una serie de desafíos técnicos, y una de las principales dificultades para este plan es simplemente comenzar con la estación en órbita. Se espera que la estación pese 1.000 toneladas, más del doble del peso de la Estación Espacial Internacional. Los investigadores están explorando una serie de alternativas al lanzamiento de la nave desde la Tierra, incluido el envío de una instalación separada al espacio que usaría tecnología de impresión 3D para construir robots que luego construirían la estación directamente en el espacio.

Los investigadores también tendrán que decidir si usarán láseres o microondas para transferir la energía a la Tierra. Si bien los láseres pueden funcionar a una órbita de solo 250 millas sobre la Tierra, su producción cuesta alrededor de 500 millones de dólares y solo puede emitir menos de 10 megavatios por satélite, lo que los convierte en una solución ineficiente. Las microondas pueden transferir más energía, pero deben estar a 22,000 millas sobre el planeta, causando preocupación sobre cómo se ubicará la estación tan lejos de la Tierra y generando preocupaciones de que será casi imposible administrarlas una vez en órbita.

Con las pruebas que actualmente solo son capaces de transferir energía a más de 100 metros, los científicos tienen mucho trabajo que hacer para realizar esta ambición elevada.

Techos Solares: Todo Lo Que Necesitas Saber Antes De Instalar Uno

Un panel solar doméstico común puede producir aproximadamente 290 watts aprovechando una hora de luz solar. Un sistema de techo bien planificado puede suministrar energía de manera eficiente sin utilizar el suministro de red.

Techos ideales para aprovechar la energía solar.

Millones de hogares y edificios comerciales tienen tejados que reciben mucha luz solar durante el día. Estos son ideales para aprovechar la energía del sol al convertirla en energía eléctrica. Esto se puede hacer agregando una interfaz conocida como inversor para convertir la energía de CC generada por los paneles solares en el techo a energía de CA, ya que la mayoría de los dispositivos / dispositivos funcionan con CA.

Aunque los tejados se pueden utilizar para crear fuentes de energía en el tejado, hay varios factores que deben considerarse antes de decidir instalar paneles solares en un tejado.

Tipos de sistemas.

Existen tres tipos de sistemas solares que pueden ser considerados.

  1. Sistemas Interconectados (On-Grid).

Uno de ellos es el sistema en red en el que el sistema solar de la azotea está integrado con el suministro de la red principal. Este sistema permite que se utilice la energía de la red eléctrica solo cuando el sistema solar de la azotea no puede suministrar la energía requerida. Por lo tanto, un sistema de techo bien planificado puede suministrar energía de manera eficiente sin usar el suministro de la red, ahorrando gastos que de lo contrario incurriría en el uso de energía de la red. De hecho, este sistema puede obtener ingresos, ya que cualquier exceso de energía generada se puede enviar a la red por la cual los DISCOM pagan una compensación utilizando la “medición neta”.

  1. Sistemas Aislados (Off-Grid).

El segundo es el sistema fuera de la red en el que el sistema solar de la azotea no está vinculado a la red principal. Este sistema puede funcionar solo con su propia batería. La energía solar generada por el sistema solar de techo carga la batería que luego se usa para alimentar varias aplicaciones. Este sistema es muy útil cuando no hay suministro de red o cuando el suministro es muy errático con averías frecuentes.

  1. Sistemas híbridos

El tercero es el sistema híbrido en el que los sistemas tanto en la red como fuera de la red funcionan en tándem. En este tipo de sistema, aunque se usa una batería, la ventaja aquí es que, una vez que la batería está completamente cargada, el exceso de energía generada se alimenta a la red, lo que genera ingresos adicionales para el consumidor.

Viabilidad de los techos solares para generar energía.

Para los sistemas de techos solares en el hogar, la naturaleza del techo es muy importante para determinar su factibilidad. Los factores que deben ser considerados son los siguientes:

  • La disponibilidad de luz solar durante todo el año y el área disponible en el techo es importante para calcular la potencia que se puede generar. Un panel solar doméstico típico puede producir aproximadamente 290 watts aprovechando una hora de luz solar directa. Si la luz del sol cae durante 8 horas, el panel solar puede producir 2320 watts de potencia eléctrica.
  • La orientación de la azotea hacia el sol es importante. La exposición hacia el sur es la orientación ideal para el panel. Si el techo es naturalmente inclinado y está orientado correctamente, es ideal para instalar paneles solares en el techo. Sin embargo, si el techo es plano, los paneles solares deberán colocarse sobre bases prefabricadas para colocarlos en el ángulo adecuado. Además, los edificios de gran altura no deberían obstaculizar la exposición de los paneles a la luz solar.
  • La decisión de elegir un tipo adecuado de sistema solar en la azotea afecta el costo del sistema. Cada tipo involucra diferentes componentes y los costos pueden variar dependiendo de ellos.

¿Cuánto techo usar?

Según la disponibilidad de luz solar y el espacio disponible en el techo, se puede determinar la potencia máxima que se puede generar. Además, en función del tipo de sistema, el propietario puede decidir el espacio que se asignará en el techo para producir energía eléctrica.

 Costo-beneficio

El propietario puede hacer un análisis de costos y decidir la cantidad de electricidad que se producirá para que sea rentable. Esto podría incluir satisfacer las necesidades de energía del propietario de la vivienda y la cantidad de energía que se puede transferir a la red para generar ingresos adicionales. Los sistemas solares en los techos se están convirtiendo en una fuente popular de energía eléctrica porque es una fuente de energía renovable y está disponible en abundancia durante el día. Con una planificación cuidadosa, la implementación de un sistema solar en el techo adecuado puede traducirse en un suministro de energía eléctrica interminable a un costo mínimo recurrente.

Científicos le Dicen “Adiós” al Silicio

El silicio domina el mundo de la energía solar. Inclusive los diseños más nuevos de celdas solares, los dispositivos tándem tienen una celda solar de silicio debajo de otra hecha de un material cristalino llamado perovskita. Ahora, los investigadores están eliminando el silicio, creando tándems de dos de las mejores perovskitas, cada una diseñada para absorber una parte diferente del espectro solar. Debido a que las perovskitas son más fáciles de fabricar que las celdas de silicio, el avance podría llevar a una energía solar menos costosa.

“La alta eficiencia de estas celdas solares de perovskita en tándem, es un avance importante en la energía fotovoltaica y es probable que conduzca a nuevas innovaciones”, comentó Prashant Kamat, químico de la Universidad de Notre Dame en South Bend, Indiana, quien a pesar de no estar involucrado en la investigación, dio su punto de vista.

Las celdas solares de silicio ya han tenido un impacto considerable en los mercados de energía. Las mejoras en tecnología y fabricación han reducido el precio de éstas en un 88% en la última década, según un análisis reciente de Lazard, una firma de análisis financiero global. Eso ha provocado, durante el mismo período, un aumento de más de 30 veces el despliegue de energía solar en todo el mundo a más de 30 mil millones de vatios, o 30 gigavatios, de capacidad instalada, suficiente para alimentar al menos a 3.7 millones de hogares.

Las celdas solares de perovskita pretenden construir sobre estas tendencias. Estos materiales cristalinos, típicamente hechos de plomo, yodo, bromo y otros elementos abundantes, son baratos de fabricar; a diferencia del silicio, son fáciles de procesar en capas que absorben la luz solar. Su eficiencia en la conversión de la luz solar en electricidad también se ha elevado hasta cerca del nivel de las mejores celdas solares de silicio: de solo el 3.8% a más del 24% en la última década.

Las perovskitas también son mejores que el silicio para absorber fotones azules de alta energía de luz solar. Eso ha llevado a numerosos grupos de investigación y compañías a casarse con los dos, superando a las celdas de silicio convencionales, que son mejores para atrapar fotones de baja energía de color amarillo, rojo e infrarrojo cercano, con células de perovskita semitransparentes para duplicar la producción de energía. Un tándem de este tipo, creado por la startup Oxford PV en el Reino Unido, puede alcanzar un 28% de eficiencia solar a eléctrica.

Pero acabar con el silicio por completo se requiere replicar la capacidad de captación de luz de baja energía del silicio. Una estrategia es adaptar una perovskita para hacer el trabajo. En 2014, por ejemplo, investigadores en Japón y Estados Unidos lo hicieron agregando estaño a la receta estándar para una perovskita a base de plomo. Eso ha permitido a los equipos de todo el mundo construir tándems con dos perovskitas: una celda de alta energía convencional con base de plomo y una perovskita de estaño-plomo que reemplaza al silicio. Los tándems de perovskita resultantes son aproximadamente un 23% eficientes.

Los problemas permanecen. Uno es que el estaño reacciona fácilmente con el oxígeno del aire, creando defectos en la red cristalina de la perovskita de estaño-plomo. Estos defectos interrumpen el movimiento de las cargas eléctricas a través de la celda, lo que limita la eficiencia de la celda. Ahora, los investigadores dirigidos por Joseph Berry, físico del Laboratorio Nacional de Energía Renovable en Golden, Colorado, informan que han encontrado una manera de evitar que el estaño reaccione con el oxígeno en una perovskita. Agregaron un compuesto orgánico simple a su mezcla de perovskita de estaño-plomo llamada tiocianato de guanidinio, que esencialmente cubre los cristalitos de perovskita que forman la película absorbente solar, evitando que el oxígeno se filtre hacia adentro para reaccionar con el estaño. Como resultado, la eficiencia de la capa de perovskita de estaño y plomo aumentó de 18% a 20%. Cuando Berry y su equipo combinaron este material con una capa superior de perovskita de absorción de alta energía convencional, la celda tándem resultante convirtió el 25% de la energía de la luz solar en electricidad.

La eficiencia de los nuevos tándems de perovskita aún está rezagada con respecto a los emparejamientos de silicio-perovskita de Oxford PV y otros. Pero Berry señala que la perovskita de su equipo no fue tan eficiente como podría haber sido. Así que ahora están buscando mejorar eso.

Kamat dice que para producir energía durante décadas en el campo, los tándems de solo perovskitas deberán coincidir con la solidez del silicio, y aún les queda un largo camino por recorrer. Pero como se espera que los tándems de solo perovskitas sean mucho más baratos de producir que los tándems de silicio-perovskita o celdas de silicio solas, es una apuesta segura que los científicos harán todo lo posible para demostrar su valía.

El Desierto del Sahara, un Parque Solar Gigante

¿Qué pasa si convertimos el desierto del Sahara en una granja solar gigante?

Cada vez que vemos imagenes del Sahara es sorprendente lo soleado y caluroso que se ve, y que sabemos que lo es, y lo claro que puede ser el cielo. Aparte de unos pocos oasis hay poca vegetación, es simplemente el desierto más grande del mundo, cubierto de rocas, arena y dunas de arena.

El sol del Sahara es lo suficientemente poderoso como para proporcionar a la Tierra una energía solar significativa.

Las estadísticas son alucinantes. Si el desierto fuera un país, sería el quinto más grande del mundo: es más grande que Brasil y ligeramente más pequeño que China y Estados Unidos.

Cada metro cuadrado recibe, en promedio, entre 2,000 y 3,000 kilovatios / hora de energía solar por año, según los cálculos de la NASA.

Dado que el Sahara cubre aproximadamente 9 mil km2, eso significa que la energía total disponible, es decir, si cada centímetro del desierto absorbe cada partícula de energía del sol, es más de 22 mil millones de gigawatts hora (GWh) por año.

De nuevo, este es un gran número que requiere algún contexto: significa que una hipotética granja solar que cubría todo el desierto produciría 2,000 veces más energía que incluso las centrales eléctricas más grandes del mundo, que generan apenas 100,000 GWh al año.

De hecho, su producción sería equivalente a más de 36 mil millones de barriles de petróleo por día, es decir, alrededor de cinco barriles por persona por día. En este escenario, el Sahara podría potencialmente producir más de 7,000 veces los requisitos de electricidad de Europa, casi sin emisiones de carbono.

Además, el Sahara también tiene la ventaja de estar muy cerca de Europa. La distancia más corta entre el norte de África y Europa está a solo 15 km en el estrecho de Gibraltar.

Pero incluso distancias mucho más largas, a lo largo del ancho principal del Mediterráneo, son perfectamente prácticas; después de todo, el cable de energía submarina más largo del mundo se extiende durante casi 600 km entre Noruega y los Países Bajos.

Durante la última década, más o menos, los científicos han analizado cómo la energía solar del desierto podría satisfacer la creciente demanda de energía local y, eventualmente, alimentar a Europa, y cómo esto podría funcionar en la práctica.

Y estas perspectivas académicas se han traducido en serios planes. El intento de más alto perfil fue Desertec, un proyecto anunciado en 2009 que rápidamente adquirió gran cantidad de fondos de varios bancos y empresas energéticas antes de colapsar en gran medida cuando la mayoría de los inversores se retiraron cinco años después, citando los altos costos.

Dichos proyectos se ven frenados por una variedad de factores políticos, comerciales y sociales, incluida la falta de un rápido desarrollo en la región.

Las propuestas más recientes incluyen el proyecto TuNur en Túnez, que apunta a abastecer a más de 2 millones de hogares europeos, o la planta de energía solar del complejo Noor en Marruecos, que también apunta a exportar energía a Europa.

Dos tecnologias

Hay dos tecnologías prácticas en este momento para generar electricidad solar en este contexto: energía solar concentrada (CSP) y paneles solares fotovoltaicos regulares. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas.

La energía solar concentrada utiliza lentes o espejos para enfocar la energía del sol en un punto, que se vuelve increíblemente caliente. Este calor genera electricidad a través de turbinas de vapor convencionales.

Algunos sistemas utilizan sal fundida para almacenar energía, lo que permite que la electricidad también se produzca de noche.

La CSP parece ser más adecuada para el Sahara debido al sol directo, la falta de nubes y las altas temperaturas, lo que lo hace más eficiente. Sin embargo, las lentes y los espejos podrían estar cubiertos por tormentas de arena, mientras que los sistemas de calentamiento de turbinas y vapor siguen siendo tecnologías complejas.

Pero el inconveniente más importante de la tecnología es su uso de recursos hídricos escasos.

Los paneles solares fotovoltaicos, en cambio, convierten la energía del sol en electricidad directamente mediante semiconductores. Es el tipo más común de energía solar, ya que puede conectarse a la red o distribuirse para uso a pequeña escala en edificios individuales.

Además, proporciona un rendimiento razonable en tiempo nublado.

Pero uno de los inconvenientes es que cuando los paneles se calientan demasiado, su eficiencia disminuye. Esto no es ideal en una parte del mundo donde las temperaturas de verano pueden superar fácilmente los 45 ℃ en la sombra, y dado que la demanda de energía para el aire acondicionado es más fuerte durante las horas más calurosas del día. Otro problema es que las tormentas de arena podrían cubrir los paneles, reduciendo aún más su eficiencia.

Ambas tecnologías pueden necesitar cierta cantidad de agua para limpiar los espejos y los paneles según el clima, lo que también hace que el agua sea un factor importante a considerar.

La mayoría de los investigadores sugieren integrar las dos tecnologías principales para desarrollar un sistema híbrido.

Solo una pequeña porción del Sahara podría producir tanta energía como lo hace todo el continente africano en la actualidad. A medida que la tecnología solar mejore, las cosas solo serán más baratas y más eficientes.

El Sahara puede ser inhóspito para la mayoría de las plantas y animales, pero podría dar vida a la energía sostenible en todo el norte de África, y más allá.