Mayor eficiencia en la energía solar
La utilización de una lupa para concentrar los rayos de sol en un trozo de papel y provocar su combustión puede parecer un juego de niños. Pero ese es precisamente el fundamento de las tecnologías de energía solar concentrada; utilizan espejos o lentes para concentrar la energía del sol y transformarla en vapor, a fin de generar electricidad. Estas tecnologías tienen muchas posibilidades de ayudar a la UE a reducir sus emisiones contaminantes y también su dependencia de los combustibles fósiles. La tecnología fotovoltaica de concentración (CPV) se vale de espejos o lentes para concentrar la luz solar en celdas fotovoltaicas de tamaño reducido pero con gran eficiencia. Pero, para alcanzar esa gran eficiencia, los sistemas CPV precisan de celdas fotovoltaicas muy eficaces y también de óptica de concentración muy eficiente y de sistemas muy precisos de seguimiento. El proyecto NGCPV (A new generation of concentrator photovoltaic cells, modules and systems) se puso en marcha para incrementar notablemente la eficiencia y abaratar estos sistemas. El consorcio responsable se valió de dos estructuras novedosas para celdas fotovoltaicas CPV con potencial para superar una eficiencia de conversión superior al 50 %: celdas fotovoltaicas de unión cuádruple y celdas fotovoltaicas con banda intermedia. Con vistas a fabricar estas estructuras novedosas de celda, el equipo de NGCPV investigó dos grupos de materiales novedosos: los nitruros diluidos y las nanoestructuras cuánticas. Se instaló una planta de CPV de 50 kW y se conectó a la red eléctrica. Se utilizó para evaluar las condiciones climáticas y los parámetros de irradiancia, así como para apoyar el desarrollo de procedimientos de certificación. En base a esto, el equipo investigadodor elaboró normas para la predicción de la potencia. Se crearon herramientas de caracterización de celdas, módulos y sistemas CPV para realizar ensayos en interior y en exteriores con el empeño puesto en elevar el rendimiento y rebajar el coste. En paralelo, los investigadores desarrollaron celdas fotovoltaicas basadas en nanoestructuras semiconductoras, entre las que se incluyen múltiples pozos y datos cuánticos. La utilización de haces de luz concentrados en estas estructuras mejoró la tensión del circuito abierto de las células por encima de las expectativas originales. La tecnología CPV ofrece una oportunidad nada desdeñable para que empresas europeas y japonesas tomen la delantera en el sector de las futuras tecnologías para la energía solar. Los resultados de este proyecto suponen un impulso contundente a una tecnología CPV eficiente y económica al aportar herramientas de caracterización que facilitan la optimización de materiales, subcomponentes y centrales eléctricas. En definitiva, la tecnología NGCPV acelerará la transición hacia una energía solar que se constituya como alternativa limpia y renovable a los combustibles fósiles.
Palabras clave
Energía solar, celdas fotovoltaicas, electricidad, energía solar concentrada, tecnología fotovoltaica de concentración
