Más espacio entre los paneles solares ayuda al enfriamiento convectivo

Los investigadores del National Renewable Energy Laboratory (NREL) descubrieron que aumentar el espacio entre los paneles solares en una matriz puede maximizar la eficiencia de los módulos.

An array of solar panels.
An array of solar panels. Image used courtesy of American Public Power Association via Unsplash 

La industria de la energía solar ha estado creciendo constantemente recientemente. Las mejoras tecnológicas, las políticas gubernamentales y los incentivos para los paneles solares y las soluciones rentables de almacenamiento de energía están ayudando a la implementación de paneles solares para un futuro más verde. Se están volviendo más eficientes y permiten que los hogares, las empresas y las granjas produzcan más electricidad en un espacio limitado, y se están volviendo más generalizados y asequibles. Por ejemplo, los paneles solares ahora pueden alimentar una estación de carga de vehículos eléctricos.

Las células solares funcionan convirtiendo la radiación solar que incide sobre el panel en electricidad. Por contradictorio que parezca, el calor que acompaña a la radiación solar puede disminuir la potencia de salida de las células. Los investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) analizaron los supuestos operativos de las células solares y consideraron factores como la luz solar, la velocidad del viento y la temperatura ambiente.

NREL’s solar research center.
NREL’s solar research center. Image used courtesy of NREL

Descubrieron que mover los paneles solares más separados en una matriz puede aumentar su eficiencia y potencia de salida al permitir que un mayor flujo de aire elimine el calor alrededor de los paneles.

Efecto de la temperatura en la eficiencia del panel solar

La temperatura es uno de los factores clave que afectan la potencia de salida del módulo solar. Aunque no afecta la cantidad de luz solar que incide sobre la celda solar, sí afecta el material semiconductor activo que convierte la luz en electricidad.

Los semiconductores suelen ser sensibles a los cambios de temperatura. La temperatura por encima de cierto límite aumenta su corriente y disminuye su voltaje de circuito abierto, y la temperatura por debajo de cierto límite aumenta el voltaje de las células solares. En el rango de temperatura de 25 grados centígrados, las celdas brindan la máxima potencia de salida y demuestran la máxima eficiencia.

En una celda solar, los electrones pueden estar en estado ligado (estado de menor energía) o en estado excitado, desde donde pueden romper el enlace y participar en la conducción. La energía requerida para que los electrones se exciten proviene de la luz del calor, y la cantidad de energía proporcionada por una celda solar depende de la diferencia de energía o potencial que se necesita para la excitación.

Un aumento de la temperatura afecta al material semiconductor al aumentar la energía de los electrones enlazados. Esto significa que los electrones se pueden excitar con menos diferencia de energía, lo que resulta en una menor potencia de salida y eficiencia de las células solares.

El material más común utilizado en las células solares, el silicio cristalino, no evita que aumente el calor, pero lo acelera en los días soleados. Afortunadamente, factores como la velocidad del viento pueden ayudar a disminuir la temperatura ambiente y los modelos de rendimiento fotovoltaico pueden modelar estos efectos térmicos con precisión.


Fuente: www.eepower.com

Por: Darshil Patel

¿Cuál es el tiempo de vida útil de los paneles solares?

Los paneles solares no son algo nuevo en nuestra arquitectura y entorno. En miles de casas en España hay vecinos que se han animado a poner una instalación solar que les ofrece energía de forma eficiente, limpia y gratuita en casa. Pero todavía hay muchas dudas.

Pero, empezamos con lo importante, ¿cuánto dura una instalación sin necesidad de cambiar los paneles solares? Los paneles solares son extremadamente duraderos, con una vida media de 25 a 30 años.

Esto siempre y cuando los tratemos bien, evitando que se degraden rápidamente. Los paneles solares pueden degradarse más rápido de lo previsto por varias razones: cambios climáticos extremos, se ensucian mucho o se instalan incorrectamente.

Los sistemas de paneles solares, cuando se degradan, van reduciendo su capacidad para absorber la luz solar y convertirla en energía solar a lo largo de su vida útil. Sin embargo, esta lenta pérdida de eficiencia tarda muchos años en producirse.

¿Cuánto se degrada una instalación solar con el paso de los años?

Entre los factores que lo provocan se encuentran el clima cálido y la reducción natural de la potencia química de los paneles, también conocida como «tasa de degradación».

Un panel solar con un índice de degradación menor producirá más energía a lo largo de su vida útil. Esencialmente, cuanto menor sea el índice de degradación, mejor será el panel solar. Los índices de degradación de los paneles solares también dependen de la marca.

Según un estudio del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL), el panel solar medio pierde un 0,8 % de su rendimiento cada año. Sin embargo, los fabricantes de primera calidad, llegan a ofrecer paneles con tasas de degradación tan bajas como el 0,3 %.

El clima también juega un papel importante en la longevidad de los paneles solares. Una fuerte tormenta de viento puede provocar la caída de ramas de árboles y posiblemente dañar el revestimiento de vidrio antirreflectante que cubre los paneles solares de tu casa.

Las fuertes nevadas pueden hacer que los paneles pierdan su integridad estructural y acelerar su degradación, y las grandes piedras de granizo pueden dañar el cristal. Sin embargo, la mayoría de los fabricantes prueban y certifican sus paneles solares para que resistan tormentas y otras inclemencias del tiempo.


Fuente: ComputerHoy.com: Todo sobre tecnología, gadgets y novedades

La energía solar que generaría el Sahara podría abastecer a todo el mundo

El 1,2% del desierto del Sahara puede cubrir  las necesidades energéticas del mundo a través de la energía solar. Las necesidades de combustible líquido podrían ser suplidas a través del hidrógeno.

Imagen: Zhangyang13576997233 Shutterstock

En el año 2015, la demanda total de energía a nivel mundial fue de 17.3 TW de potencia continua durante el año. Basta con cubrir un área de la tierra de 335 kilómetros por 335 kilómetros con paneles solares para cubrir una demanda de más de 17,4 TW de potencia.

El 1,2% del desierto de Sahara puede cubrir las necesidades energéticas del mundo a través de la energía solar. Infinitas extensiones de terreno con unas condiciones perfectas para producir energía solar a gran escala. De hecho, los proyectos más grandes del mundo se desarrollan en la zona.

Las necesidades de combustibles líquidos pueden ser suplidos a través del hidrógeno producido por la electrólisis del agua, producido con energía solar. Puede ser transportado en barcos petroleros, a través de tuberías o baterías.

Así es la propuesta del profesor de Berkeley,  Mehran Moalem.

Energía nuclear vs energía solar

Hay otras alternativas para generar 17.3 TW de energía. Una de ellas es la energía nuclear. Sin embargo, tiene grandes desventajas y problemas respecto a la energía solar.

Por cada vatio de electricidad que produce un reactor nuclear, 2 vatios se desperdician. El agua caliente que generan los reactores es destructiva para océanos y ríos.

La producción de paneles solares tampoco es que sea 100 % amigable con el medio ambiente. Requiere el uso de químicos peligrosos y genera residuos que requieren de su reciclaje. Por ejemplo,  el tetracloruro de silicio es un subproducto que necesita un manejo especial.

Actualmente se está desarrollando la fabricación de paneles solares con capas delgadas. Esta nueva propuesta usa menos energía y materiales.

A pesar de sus desventajas, sigue siendo más fácil manejar la basura que genera la energía solar en comparación con la energía nuclear.

Otro aspecto a tomar en cuenta es la relación con los proveedores. China es el principal fabricante y su participación es fundamental para abaratar el coste de un proyecto de esta envergadura a fin de otorgarle viabilidad a la propuesta.

Mejoras al ecosistema desértico

La instalación de la planta evitaría la erosión actual del desierto. La sombra de los paneles disminuye las tormentas de arena que contaminan el aire y ocurren precisamente por los procesos erosivos. La energía solar y eólica podrían ayudar a que el Sáhara fuera más verde.


Fuente: www.ecoinventos.com

Cómo el hidrógeno verde puede contribuir en la lucha contra el cambio climático

El hidrógeno verde, aquel que se obtiene a partir de energías renovables, gana protagonismo como alternativa en el proceso de descarbonización de Europa. Te contamos cómo se usa este compuesto para obtener electricidad.

Planta de producción de hidrógeno verde Shutterstock.

Europa ha empezado a recorrer el camino hacia una transición energética que permita la descarbonización de todos los sectores. En ese proceso, el hidrógeno verde actúa como piedra angular de un sistema energético que sea climáticamente neutro para 2050. Pero ¿puede este compuesto posicionarse como una alternativa a los combustibles fósiles?  

¿Qué es el hidrógeno verde?

El universo está compuesto por un 75% de hidrógeno, pero en la Tierra siempre está presente en combinación con otras moléculas, como con el oxígeno para crear el agua. Esto supone un obstáculo para su utilización como materia prima. Para poder emplearlo es necesario llevar a cabo un proceso químico para separarlo del resto de elementos. Es lo que se conoce como un vector energético. 
El empleo del hidrógeno en la industria no es algo nuevo. Tanto es así que su consumo se ha triplicado desde 1975, según los datos de la Agencia Internacional de la Energía (IEA).

Gráfico: Newtral  Fuente: IEA  Descargar los datos  Insertar  Creado con Datawrapper

El problema reside en que, en la actualidad, la mayor parte de ese hidrógeno se obtiene mediante el empleo de hidrocarburos, un proceso altamente contaminante. La IEA calcula que la producción de hidrógeno para industrias químicas y refinerías asume el 6% del uso mundial de gas natural y el 2% del consumo de carbón. Además, es responsable de 830 millones de toneladas de emisiones anuales de dióxido de carbono, lo que equivale a las emisiones de Indonesia y Reino Unido juntas. 

Como alternativa, se están desarrollando proyectos basados en el empleo de hidrógeno verde que se obtiene a través de energías renovables. 

Descomponer la molécula del agua: así se produce el hidrógeno verde

El método más conocido para producir hidrógeno verde es la electrólisis del agua, que  consiste en descomponer la molécula del agua en sus elementos: oxígeno e hidrógeno. Para conseguirlo, se aplica una corriente eléctrica continua en un dispositivo electroquímico denominado electrolizador. La electricidad para llevar a cabo ese proceso se obtiene de fuentes renovables, como la eólica o la solar.

Ese hidrógeno se almacena en tanques específicos y es canalizado para ser empleado bien  como fuente de calor o bien como energía eléctrica mediante una pila de combustible. En ese mecanismo, el hidrógeno en estado gaseoso se vuelve a mezclar con oxígeno para obtener energía eléctrica. Esto supone que el único residuo procedente de todo el proceso es el agua.

Una alternativa sostenible para el transporte 

Una de las principales ventajas de este compuesto, es su versatilidad. “El hidrógeno es muy flexible porque se puede transformar en electricidad pero también en calor. Esto permite que pueda usarse no solo en las pilas de combustible, sino también en otros equipos que ya están desarrollados como los motores o las turbinas”, apunta Eva Llera, profesora del  Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética de la Universidad de Zaragoza. A ello se une su facilidad para almacenarlo, tanto en estado gaseoso como líquido, y transportarlo. 

El hidrógeno verde ha ganado fuerza como un posible aliado en algunos sectores que son muy difíciles de descarbonizar. Así, se estudia su uso especialmente en la producción de hierro y acero, la aviación, el transporte marítimo, el transporte por carretera de larga distancia y el calor para edificios, según apunta la revista científica Science.  

“El hidrógeno puede ser sustituto del combustible de nuestros coches”, explica Javier Brey, presidente de la Asociación Española del Hidrógeno (AeH2). “Estos automóviles son eléctricos y llevan un tanque con cuatro ó cinco kilogramos de hidrógeno y una pila de combustible donde ese gas se transforma en electricidad. Tienen una autonomía superior a los 400 kilómetros”, añade. 

Actualmente hay alrededor de 11.200 automóviles impulsados ​​por hidrógeno en las carreteras de todo el mundo. Los objetivos gubernamentales existentes exigen que ese número aumente a 2,5 millones para 2030, según la IEA. Sin embargo, alcanzar esas metas se antoja como un desafío mayúsculo y uno de los obstáculos es que producir este tipo de hidrógeno es caro. 

El coste, una barrera para su implementación

El coste de producción del hidrógeno verde está determinado por el precio de la electricidad renovable, el coste de inversión del electrolizador y sus horas de funcionamiento. “Hace falta una intervención pública o para hacer los combustibles fósiles más caros y el hidrógeno más competitivo o para ayudar a que el hidrógeno sea más barato de forma que los costes vayan bajando”, explica a Newtral.es Alejandro Núñez-Jiménez, investigador de políticas energéticas en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich.

“Ahora mismo un kilo de hidrógeno gris – aquel que se obtiene mediante el reformado de combustibles fósiles y conlleva importantes emisiones de CO2-, cuesta entre 1,5 y 2 euros, mientras que el precio del hidrógeno verde, lo poco que se produce, se sitúa en los 5,5 euros el kilogramo”, apunta Brey. Según un informe de la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA), el hidrógeno producido con electricidad renovable podría ser rentable a partir de 2030. 

Sin embargo, no es la principal limitación que tiene por delante el hidrógeno como combustible, también es determinante la falta de infraestructura. ”Un vehículo que emplea hidrógeno no es mucho más caro que una berlina de alta gama, en torno a los 60.000 euros, lo que ocurre es que no tenemos una red suficiente de estaciones de servicio de hidrógeno”, detalla Brey.

Fuentes

Agencia Internacional de la Energía (IEA)

Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA)

Eva Llera, profesora del Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética de la Universidad de Zaragoza

Javier Brey, presidente de la Asociación Española del Hidrógeno

Alejandro Núñez-Jiménez, investigador de políticas energéticas en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich

Revista Science

Entre 13 y 52 kWh, así es la batería residencial de Sunpower con la que podremos lograr la independencia energética

Con los precios de la electricidad disparados, y ahora con cambios normativos que hace de la compensación de excedentes un negocio complicado, las baterías de respaldo para el hogar han regresados como una alternativa cada vez más interesante. Ahora la norteamericana Sunpower ha presentado su última propuesta, SunVault. Un sistema escalable pensado para los que busquen independizarse parcial o totalmente de la red.

La oferta supone un sistema escalable pensado desde el principio para poder añadir módulos fácilmente para aumentar la capacidad según sea necesario, incluyendo la posibilidad de añadir varios inversores.

Habrá hasta cinco configuraciones disponibles, con capacidades de entre 13 kWh, 19,5 kWh, 26 kWh, 39 kWh y 52 kWh, y dos potencias de descarga que van desde los 6.8 kW nominales para la versiones de 13  19 y 26 kWh, mientras que las de 39 y 52 kWh podrán llegar a los 13 kW.

En todos los casos, las baterías utilizan celdas de litio-ferrofosfato (LFP) y tienen una eficiencia de más del 86%. Su voltaje interno nominal es de 51,2 V y la corriente de salida de respaldo continua máxima (CA) es de 28,3 A. Estas pueden funcionar con un rango de temperatura ambiente de -20 C a 45 C y cuentan con un nivel de protección IP54. Todo con una garantía de 10 años sin límite de ciclos de carga y descarga.

Gracias a esta solución, desde Sunpower se ha indicado que cada cliente podrá adaptar la instalación a sus necesidades. Desde el que busca solo cubrir la demanda de la vivienda, como el que quiere además poder recargar su coche eléctrico incluso cuando no haya aporte de la instalación solar.

Y es que según la calculadora interactiva que disponen en su web, podemos ver la autonomía que nos ofrecerá la batería una vez cargada, y que va desde los dos días y medio para una única batería teniendo en cuenta el consumo medio de una vivienda contando su iluminación, nevera y televisión y ordenadores, que bajarían hasta los «un día y 9 horas» añadiendo un coche eléctrico.

Eso con una unidad. Si añadimos más vemos como con esta configuración, iluminación, nevera, televisión y ordenadores y coche eléctrico, con dos baterías podremos extender nuestra independencia hasta los 2 días y 2 horas, por lo que con cuatro baterías, podremos superar los cinco días sin necesidad de electricidad desde la red.


Fuente: Sunpower

El pequeño generador de bajo coste que convierte la más mínima brisa en electricidad

Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur, han desarrollado un dispositivo de bajo coste capaz de aprovechar la energía del viento, tan suave como una ligera brisa, y almacenarla en forma de electricidad.

Este dispositivo recién desarrollado puede producir un voltaje de tres voltios y generar electricidad de hasta 290 microvatios cuando se expone a vientos con una velocidad de tan sólo 2 m/s. Esto es suficiente para alimentar un sensor y para que también envíe los datos a un teléfono móvil o a un ordenador.

Bautizado como «Wind Harvester«, este dispositivo ligero y duradero también desvía la electricidad que no se utiliza a una batería, donde puede almacenarse para alimentar dispositivos en ausencia de viento.

El equipo de la NTU afirma que el dispositivo, que mide 15 cm x 20 cm, puede montarse fácilmente en los laterales de los edificios y sería ideal para entornos urbanos, donde la velocidad media del viento es inferior a 2,5 m/s, fuera de las tormentas.

El cuerpo de este generador está hecho de fibra epoxi, un polímero muy duradero, con el accesorio principal que interactúa con el viento y está hecho de materiales baratos, como cobre, papel de aluminio y politetrafluoroetileno, un polímero duradero que también se conoce como teflón.

Cuando el generador se expone al viento, comienza a vibrar, haciendo que su placa se acerque y se aleje del tapón. Esto hace que se formen cargas en la lámina, y que se forme una corriente eléctrica al pasar de la lámina de aluminio a la de cobre.

En las pruebas de laboratorio, el cosechador de viento desarrollado por la NTU podía alimentar LEDs de forma constante a una velocidad de viento de 4 m/s. También podía activar un dispositivo sensor y alimentarlo lo suficiente como para enviar la información de la temperatura ambiente a un teléfono móvil de forma inalámbrica.

Los investigadores afirman que su invento tiene el potencial de sustituir a las baterías en la alimentación de las luces de diodos emisores de luz (LED) y los sensores de control de la salud estructural. Éstos se utilizan para vigilar la salud estructural de infraestructuras o edificios, alertando a los ingenieros de problemas como inestabilidades o daños físicos en construcciones metropolitanas como rascacielos y puentes.

Como fuente de energía renovable y limpia, la generación de energía eólica ha atraído una gran atención de la investigación. Nuestra investigación pretende subsanar la falta de un recolector de energía a pequeña escala para funciones más específicas, como alimentar sensores y dispositivos electrónicos más pequeños. El dispositivo que hemos desarrollado también sirve como alternativa potencial a las baterías de iones de litio más pequeñas, ya que nuestro cosechador eólico es autosuficiente y sólo requeriría un mantenimiento ocasional, y no utiliza metales pesados, que, si no se eliminan adecuadamente, podrían causar problemas medioambientales.

Yang Yaowen, profesor que dirigió el proyecto.

El equipo de la NTU trabaja ahora en mejorar las funciones de almacenamiento de energía de su dispositivo, así como en experimentar con diferentes materiales para mejorar su potencia de salida.


Fuente: www.ntu.edu.sg

En la carrera por expandir las placas solares acabamos de lograr un hito: superar una barrera de eficiencia
En la carrera por expandir las placas solares acabamos de lograr un hito: superar una barrera de eficiencia
Imágenes | Niels van Loon — Universidad Tecnológica de Eindhoven

Un equipo de investigadores entre los que se incluyen expertos de la [Universidad Tecnológica de Eindhoven](Universidad Tecnológica de Eindhoven) (TUE), en Países Bajos, ha sumado fuerzas para alcanzar uno de los grandes retos de las instalaciones fotovoltaicas: ganar eficiencia. Y no les ha ido mal en el intento. El organismo holandés asegura que han logrado romper la barrera de eficiencia de las células solares del 30% con un dispositivo en “tándem”, conocido así por combinar las basadas en silicio y perovskita.

El anuncio es importante para el sector. La capacidad de conversión de energía es una de las claves de la tecnología fotovoltaica y pieza fundamental para facilitar su implantación: a mayor eficiencia, mayor capacidad para generar más energía utilizando la misma superficie con un coste menor.

A comienzos de 2021, Ignacio Mártil de la Plaza, catedrático en la Universidad Complutense, apuntaba cómo al juntarse en un tándem con el silicio las perovskitas eran capaces de alcanzar una eficiencia que rondaba el 30%. Por esas mismas fechas Oxford Photovoltaics señalaba de hecho un porcentaje del 29,52% con una célula de tamaño comercial, de 15×15 centímetros. La mayoría de paneles solares comerciales presentan una eficiencia que, precisa Solarnub, ronda el 22%.

En Países Bajos han logrado ir ahora un paso más allá.

La lucha para una mejor conversión de energía

La universidad de Eindhoven y la firma Solliance, con sede también en Holanda, aseguran que “por primera vez” han conseguido que un dispositivo tándem de perovskita y silicio de cuatro terminales supere la barrera del 30%. “Hemos unido fuerzas para impulsar aún más la eficiencia de conversión de las células solares en tándem más allá de los límites de los módulos fotovoltaicos comerciales actuales”, señalan ambos organismos, que detallan que en el proyecto se han embarcado otros protagonistas, como TNO, institución dedicada al impulso de la investigación aplicada.

“Una eficiencia así permite mayor potencia por metro cuadrado y menor coste por kWh. El resultado se ha logrado mediante la combinación de la emergente célula solar de perovskita con tecnologías de células solares de silicio convencionales. La celda de perovskita que presenta contactos transparentes y forma parte de la pila en tándem se certificó de forma independiente”.

“Los dispositivos en tándem pueden alcanzar eficiencias más altas que las células solares de unión única debido a una mejor utilización del espectro solar. Los tándems emergentes actuales combinan tecnología de silicio comercial para el dispositivo inferior con tecnología de perovskita”, abundan.

La clave estaría en la capacidad de esta tecnología, fundamental en el desarrollo fotovoltaico, para la conversión de la luz ultravioleta y visible y su transparencia a la infrarroja. Al tratarse de dispositivos de cuatro terminales (4T), las celdas superior e inferior funcionan de forma independiente.

En Países Bajos y Bélgica los investigadores han logrado mejorar en un 19,7% la eficiencia de las células de perovskita semitransparentes con un área de 3×3 mm2. “Este tipo de celda solar presenta un contacto posterior muy transparente que permite que más del 93% de la luz infrarroja cercana llegue al dispositivo inferior. El rendimiento se logró mediante la optimización de todas las capas de las células solares de perovskita semitransparentes”, detalla Mehrdad Najafi, de TNO. Combinado con el dispositivo de silicio, de 20×20 mm2, el tándem 4T ofrece una eficiencia del 30,1%.

Aqui Buen Corte
Imágenes | Niels van Loon — Universidad Tecnológica de Eindhoven

En Eindhoven insisten en las ventajas de la celda de perovskita altamente transparente con otras tecnologías basadas en silicio. Gracias a otras pruebas, abundan, han podido comprobar su potencial y flexibilidad para combinarlas con tecnologías que ya se están comercializando.

“Ahora conocemos los ingredientes y podemos controlar las capas que se necesitan para lograr una eficiencia superior al 30%. Una vez combinados con la experiencia en escalabilidad y el conocimiento acumulado en los últimos años podemos enfocarnos con nuestros socios industriales para llevar esta tecnología a la producción en masa”, señala la profesora Gianluca Coletti, de TNO.


Fuente: www.xataka.com

Por: CARLOS PREGO

Varias tecnologías de película delgada pueden revolucionar los sistemas fotovoltaicos para dispositivos IoT
Película delgada a base de grafeno absorbe energía solar | Grafeno.co | El  Material del Futuro!

La industria fotovoltaica ha sido testigo de varias mejoras nuevas, abaratando los procesos de fabricación y aumentando la eficiencia de conversión de energía. Las células solares de película delgada se consideran el futuro de la tecnología solar, ya que presentan varias ventajas, como una mayor eficiencia en la recolección de energía en interiores, una fabricación más sencilla, menores costos y un menor impacto ecológico que las células fotovoltaicas (PV) convencionales.

Además, están surgiendo aplicaciones portátiles modernas, en las que las células solares convencionales no son adecuadas debido a su volumen, rigidez y peso. Los fotovoltaicos de película delgada son significativamente más livianos y adecuados para aplicaciones donde se requiere flexibilidad y menos peso.

Los módulos solares de película delgada se pueden integrar en detectores de humo, sensores de movimiento, pantallas electrónicas más pequeñas y otros dispositivos de factor de forma pequeño para eliminar las baterías o el cableado externo. Esta ventaja los hace más ecológicos. Estas celdas también son adecuadas para la construcción de fachadas o estructuras débiles. Además, se pueden hacer semitransparentes para su implementación en Windows.

Los analistas de IDTech predicen que el mercado de los fotovoltaicos de película delgada será testigo de una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 10 % en los próximos diez años, gracias a tecnologías emergentes como los fotovoltaicos de perovskita.

Costos vs. Eficiencia y Durabilidad

Las células solares de película delgada están destinadas a la pequeña electrónica autoalimentada y al sector IoT (Internet de las cosas), que se espera que crezca significativamente en los próximos años. Para estas aplicaciones, la alta potencia y la alta eficiencia no son requisitos estrictos. Aunque la tecnología de película delgada siempre ha sido más barata pero menos eficiente que la tecnología solar convencional basada en silicio, los ingenieros creen que las células fotovoltaicas con una eficiencia del 10-15% podrían ser suficientes para operar la mayoría de los dispositivos electrónicos portátiles.

Otra característica que las películas delgadas intercambian por costos es la durabilidad. Muchos dispositivos están destinados a un uso a corto plazo, ya que se actualizan con modelos más nuevos, lo que reduce la necesidad de células solares de larga duración. Si los precios son más bajos y las celdas pueden demostrar un rendimiento viable, pueden reemplazar las baterías en dispositivos electrónicos portátiles.

Potenciales tecnologías de película delgada

Dos tecnologías principales de película delgada son el telururo de cadmio (CdTe) y el seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS), y CdTe domina actualmente el mercado de película delgada. Ha habido preocupaciones sobre la escasez de telurio, pero se espera que el mercado se mantenga debido a las iniciativas de recuperación y reciclaje.

Las células solares CIGS se fabrican depositando una fina capa de solución CIGS sobre sustratos junto con los electrodos. La solución tiene un alto coeficiente de absorción y absorbe fuertemente la luz solar. Por lo tanto, las células requieren películas más delgadas de material activo. Aunque CIGS supera a la tecnología de polisilicio a nivel de celda, la eficiencia de su módulo es aún menor. Los analistas de mercado predicen que los PV de perovskita superarán la tecnología CIGS en los próximos años.

Las células fotovoltaicas de perovskita son fáciles de fabricar, no utilizan materiales tóxicos o de tierras raras y son adecuadas para aplicaciones de alta densidad de potencia en interiores y exteriores. Estas células solares utilizan un compuesto de estructura de perovskita como capa activa captadora de luz. Esta tecnología ha mostrado ganancias de eficiencia notables recientemente y ha demostrado ser una solución escalable.

Sin embargo, las células solares de perovskita son menos duraderas en comparación con la tecnología convencional basada en silicio. Sin embargo, siguen siendo adecuados para dispositivos electrónicos de baja potencia y algunos sistemas grandes para exteriores.

Otra tecnología menos duradera es la tecnología fotovoltaica orgánica, que utiliza moléculas orgánicas para absorber la luz. Su vida útil suele ser de cinco años, suficiente para el uso a corto plazo de la electrónica. Sin embargo, la tecnología de perovskita es superior debido a su fabricación más sencilla.

Las células solares sensibilizadas por colorante (DSSC) son otro competidor en este segmento para el cual, al igual que los fotovoltaicos orgánicos, el rango de aplicación se limita a la electrónica de uso a corto plazo debido a su corta vida útil. En los DSSC, se forma un semiconductor entre un ánodo fotosensibilizado que absorbe fotones y un electrolito para crear un sistema fotoquímico. Sin embargo, son sensibles a altas y bajas temperaturas. A altas temperaturas, el electrolito se expande, haciéndolo inutilizable. A bajas temperaturas, puede congelarse.

Algunas de estas tecnologías de película delgada ya han llegado al mercado. Hay auriculares inalámbricos alimentados por DSSC, y Adidas ha anunciado recientemente una asociación con un fabricante de DSSC. Las células solares orgánicas son útiles en sensores y contadores a pequeña escala. Además, los ingenieros y analistas creen que los fotovoltaicos de perovskita se unirán pronto a este floreciente mercado.


Fuente: www.eepower.com

La tecnología de energía de las olas podría ser el próximo gran avance en energía renovable

La búsqueda de fuentes de energía renovable es cada vez más prominente, y un convertidor de energía integrado distribuido diseñado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable parece prometedor para la recolección de energía de las olas.

La búsqueda de energía renovable se está volviendo más prominente a medida que el mundo avanza hacia un futuro sostenible. Una patente recientemente obtenida para tecnologías de conversión de energía integrada distribuida (DEEC-Tec; «deck-tech»), un dominio diseñado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), es una oportunidad prometedora para la recolección de energía de las olas.

Energía renovable marina

A diferencia de otras soluciones de recolección de energía oceánica, que consisten en un módulo de recolección de energía, el dominio DEEC-Tec es único en la combinación de muchos convertidores de energía individuales para crear una estructura más grande. Una de las principales ventajas de esta arquitectura es que el uso de una matriz de pequeños convertidores hace que la estructura sea más flexible. Con una geometría flexible, el sistema DEEC-Tec puede doblarse y adaptarse a diferentes formas, lo que le permite interactuar con una fuente de energía en toda su estructura.

Estos convertidores flexibles de energía de las olas del océano a menudo se denominan flexWEC. Con la capacidad de incorporar numerosas formas (serpientes, globos, remos), los flexWEC aumentan el potencial de generación de energía marina sustancial porque se puede usar una mayor parte del dispositivo para extraer energía del movimiento de las olas del océano. Los convertidores de energía individuales que crean los flexWEC generan energía a través del movimiento en la estructura, lo cual es posible porque los dispositivos basados ​​en DEEC-Tec están construidos sin juntas mecánicas. Dondequiera que el movimiento del agua haga que la estructura dinámica se deforme (gire, doble o se mueva), se puede recolectar energía de la deformación en ese lugar.

Más fuerte que los diseños tradicionales de energía de las olas

Los convertidores de energía de las olas tradicionales enfrentan sus propios desafíos de construcción, mantenimiento y costos. En el agua, las estructuras están bajo estrés constante por la presión de las olas. Si bien esto es excelente para aprovechar la energía, con un solo convertidor, existe un mayor riesgo de daño o falla porque la fuerza no se distribuye. Para minimizar esto, las estructuras a menudo se construyen con marcos de acero inflexibles. Desafortunadamente, los materiales pueden ser costosos y no obtenerse de manera sostenible, además de los costos elevados de mantenimiento regular para solucionar fallas operativas.

Los conceptos de DEEC-Tec utilizados en el diseño de FlexWEC, por otro lado, tienen una redundancia y robustez naturales debido a la gran cantidad de pequeños transductores utilizados para construir la estructura. Aquí, las fuerzas de las olas se distribuyen entre todos los elementos, lo que genera una menor presión por elemento y un menor riesgo de falla. Además, la falla de un solo convertidor o grupo de convertidores no crea automáticamente una falla de toda la estructura FlexWEC.

Debido a estas propiedades mejoradas, los materiales y los costes de montaje del dominio son relativamente bajos. En su mayoría están hechos de polímeros comunes y fabricados en un proceso simple de rollo a rollo. El diseño simple también permite que la estructura se mantenga, instale o almacene fácilmente, según sea necesario o para evitar daños por tormentas oceánicas.

DEEC-Tec también se puede utilizar como un sensor dentro de la estructura, lo que reduce los programas de mantenimiento mediante el seguimiento de la información en tiempo real de los transductores.

Posibilidades futuras de generación de energía renovable

Si bien la patente se emitió para usar el dominio DEEC-Tec para energía marina, Blake Boren, ingeniero sénior e inventor principal de NREL, dice que el dominio tiene posibilidades de expandir su uso en tierra.

Debido a que DEEC-Tec genera energía a través del movimiento dinámico y puede combinarse para crear una estructura más grande, el dominio también podría usarse para fabricar telas, barreras y estructuras de edificios. Esto amplía drásticamente el rango de uso de las estructuras de conversión de energía basadas en DEEC-Tec.

Imagínese si su teléfono pudiera cargarse en su bolsillo mientras camina, las luces pudieran encenderse con el balanceo de un edificio o las carreteras pudieran generar energía a partir de los autos que pasan sobre ellas. La resiliencia y flexibilidad del dominio DEEC-Tec lo abren para crear nuevas posibilidades de generación de energía renovable.

El equipo de NREL ha realizado muchos avances en el dominio DEEC-Tec y aún reconoce los desafíos que enfrentan con el diseño. Los materiales adecuados son necesarios para mitigar la fatiga, determinar la estructura geométrica óptima y mejorar la eficiencia de conversión de energía. Son optimistas de que estos desafíos se resolverán.


Fuente: www.eepower.com

El panel solar más eficiente del mundo de la española Abora Solar consigue la certificación Keymark

El modelo aH72SK del fabricante con sede en Zaragoza es el primer panel solar híbrido con cubierta transparente aislante (CTA) que cuenta con la prestigiosa certificación.

Una instalación con el panel híbrido de Abora Solar.
Imagen: Abora Solar

La española Abora Solar ha logrado certificar el primer panel solar híbrido con cubierta transparente aislante (CTA) con el sello Solar Keymark: se trata de una marca de calidad independiente de carácter voluntario para productos de energía solar térmica que garantiza al destinatario que un producto se ajusta a las normas europeas correspondientes y cumple, a su vez, otros requisitos adicionales. Su aplicación se extiende por toda Europa y cada vez más en países extracomunitarios.

Alejandro del Amo, Director General y Co-Fundador de Abora Solar, explica que se planteó la combinación de las tecnologías solar fotovoltaica y solar térmica en un solo producto durante su tesis doctoral con el objetivo de mejorar significativamente las prestaciones del panel. Convertido ya en realidad, el panel solar híbrido de Abora tiene un rendimiento del 89%, lo que lo convierte en el más eficiente del mundo.

El panel solar híbrido de Abora tiene un rendimiento del 89%, lo que lo convierte en el más eficiente del mundo.
Imagen: Abora Solar

Hasta la fecha, la certificación Solar Keymark, desarrollada por la Federación Europea de la Industria Solar Térmica (ESTIF) y el Comité Europeo de Normalización (CEN) en estrecha colaboración con los laboratorios de ensayo europeos y con el apoyo de la Comisión Europea, consideraba para su proceso de certificación, fundamentalmente, a colectores y sistemas solares térmicos debido, muy probablemente, a la insuficiente presencia de la tecnología solar híbrida en el mercado.

Desde Abora Energy explican que, actualmente, no existe un protocolo específico dedicado a evaluar el rendimiento global, la fiabilidad y la seguridad de un panel solar híbrido como un único producto. De hecho, por ejemplo, la normativa fotovoltaica ni siquiera contempla a la tecnología híbrida en la elaboración de sus métodos de ensayo.

Por ello, el fabricante añade que ha sido necesaria la realización de ensayos de laboratorio adicionales y bajo condiciones de trabajo más desfavorables, con el fin de evaluar ambos componentes fotovoltaicos y térmicos, así como el impacto que los unos ejercían sobre los otros. “Superar las inspecciones físicas llevadas a cabo por parte de dos de los cuerpos certificadores más prestigiosos del mundo (DIN-Certco y VDE) ha sido un proceso de evolución que nos ha servido para perfeccionar nuestros procedimientos de fabricación y calidad. Ha sido un aprendizaje muy enriquecedor que refuerza nuestra seguridad y confianza en lo que hacemos y cómo lo hacemos”, dicen Vicente Zárate, Director del Departamento de Operaciones y Co-Fundador de Abora Solar, y Marta Cañada, Directora Técnica.


Fuente: www.pv-magazine.es

Por: PILAR SÁNCHEZ MOLINA