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Innovaciones en paneles solares y consumo de su energa (Enero-2013)
Espaa
Innovaciones en paneles solares y consumo de su energa (Enero-2013)

En la vertiginosa carrera de investigacin en que se halla la UE para lograr sacar el mximo rendimiento a las energas renovables, se encuentra el proyecto H-Alpha Solar presentado por la Direccin General de Investigacin de la Comisin Europea.

El proyecto persigue lograr paneles solares de bajo coste y poco peso, gracias al encapsulado de las clulas en una pelcula flexible de fcil colocacin en espacios irregulares, fijos o mviles.

El centro tecnolgico espaol Inasmet-Tecnalia desarroll en 2006, en colaboracin con varias empresas extranjeras, un panel solar pensado para GAIA, la misin que la Agencia Espacial Europea (ESA) lanz en 2011. La ESA finalmente lo seleccion, a pesar de que segn el responsable del rea de espacio de Tecnalia, Jess Marcos, era un 60% ms ligero -una desventaja es que usa clulas solares flexibles, de eficacia baja comparada con las de otros paneles espaciales-. La compaa vasca trata ahora de aplicar la tecnologa desarrollada en otros sectores en tierra.

Uno de los avances en este sector proviene del desarrollo de resinas que se rigidizan o curvan en condiciones determinadas. La rigidez de dichas resinas puede variar con la temperatura y con la radiacin ultravioleta. Una vez rgidas ya no necesitan un aporte constante de energa para mantenerse as, al contrario que las estructuras hinchables convencionales. Adems, una estructura inflable en el espacio puede resultar daada ms fcilmente por el impacto de partculas, o durante los cambios de rbita.

El panel experimental desarrollado por Inasmet-Tecnalia, ms pequeo de lo que en realidad deber llevar GAIA, se lanzara enrollado y una vez en rbita se desplegara "como un matasuegras", explica Marcos. Un dispositivo mecnico desenrolla la estructura, mientras que una resina que se vuelve rgida a bajas temperaturas, mantiene abierto el panel. Ms en detalle: el panel est hecho de fibra de carbono impregnado en la resina, lleva un retculo o malla, que al calentarse calienta el conjunto. El calor vuelve flexible a la resina, desplegando el panel. Una vez en la posicin definitiva, la resina deja de enfriarse -el espacio est a 270 grados bajo cero- y se rigidiza. El proceso puede repetirse muchas veces, porque al volver a calentarse el polmero recupera su flexibilidad. Inasmet ha desarrollado el concepto, el dispositivo de despliegue y el propio polmero, que est en vas de ser patentado.

El que el panel pueda recogerse y desplegarse cuanto se quiera "puede no ser muy interesante en el espacio, pero s en otras aplicaciones en Tierra", dice Marcos. Entre stas menciona las estructuras habitables para actuaciones humanitarias, con clulas solares flexibles incorporadas; o paneles solares que puedan ser usados en elementos arquitectnicos curvos.

Actualmente se tiende a reducir peso, aportar flexibilidad y a mejorar la eficiencia de las clulas solares. En este sentido un equipo internacional de cientficos ha desarrollado un nuevo concepto para aplicacin en clulas solares sensibilizadas por colorante, a partir de materiales orgnicos, que garantiza eficiencia energtica a mucho menor coste que las placas solares convencionales a base de silicio.

La investigacin, publicada por "Nature Photonics", ha sido codirigida por Michael Grtzel, Michael McGehee; y han participado cientficos del EPFL (Laussane, Suiza), de las Universidades estadounidenses de Stanford y Berkeley, y de la Universidad Autnoma de Madrid (UAM).

Estas clulas de Grtzel o clulas solares sensibilizadas por colorante, denominadas DSSC, ofrecen energa a partir de la luz solar. A partir de los fotones se producen electrones que se inyectan en la parte inorgnica, dixido de titanio, usado como electrolito. La eficiencia del colorante para absorber luz aumenta drsticamente cuando al electrolito se le agrega una molcula orgnica que absorbe y transfiere fotones de alta energa. En estas placas se utilizan materiales orgnicos ms baratos y ligeros que el silicio, que pueden favorecer el desarrollo de placas solares flexibles ms adaptables a las superficies.
Se han alcanzado niveles de eficiencia del 12 por ciento con este tipo de clulas solares.

"Hasta el momento, las clulas inorgnicas de silicio han demostrado ser las ms eficientes, con unos rendimientos cercanos al 18 por ciento, y son las nicas comercializadas", segn Toms Torres, director del Departamento de Qumica Orgnica de la Universidad Autnoma de Madrid (UAM).Pero aparte de sus ventajas en eficiencia energtica, estas placas solares de silicio tienen inconvenientes importantes al ser muy caras, tener gran peso y ser muy poco flexibles.

Una alternativa dentro de los compuestos orgnicos son las clulas plsticas, cuya eficiencia ronda el 6 por ciento en laboratorio, siendo poco eficientes segn la rentabilidad esperada a partir del 15 por ciento. No obstante, su adaptabilidad es "extraordinaria", segn Torres. En el campo de la fabricacin de clulas fotovoltaicas Espaa es el tercer pas del mundo, tras Japn y Alemania.

Las nuevas tendencias son los sistemas de concentracin, derivados de la escasez de polisilicio (silicio de grado solar purificado, principal materia prima de los paneles). La Asociacin de Productores de Energas Renovables (APPA) agrupa a 320 empresas de varios sectores, como biocarburantes, biomasas, elica, hidrulica, mareomotriz, solar y undimotriz (energa de las olas marinas) y ha denunciado el sobrecalentamiento del sector, que no se corresponde con la realidad del mercado ni con la disponibilidad de paneles. Calculan que las solicitudes de conexin a la red elctrica de futuros proyectos fotovoltaicos suman 6.000 MW, cuando la tecnologa cerr 2005 con 38 MW conectados a la red. Los fabricantes de paneles tienen comprometida su produccin durante varios aos y no podrn abastecer la creciente demanda de esta burbuja fotovoltaica. La Asociacin advierte del peligro de proyectos de inversin como el ofrecido para atraer a pequeos inversores mediante huertas solares de ms de 100 MW. Existen cerca de 3.000 ciudadanos propietarios de paneles solares en Espaa, convirtindose en productores de electricidad reconocidos por las distribuidoras que les facturan individualmente la energa que inyectan a la red. La empresa promotora gestiona las tramitaciones, concesiones, permisos de obras y se encarga de la adquisicin de los paneles, instalacin y revisin peridica de cada mdulo.

Un particular podra realizar esta inversin en sus terrenos, pero el coste sera desorbitado por la subida en el precio los mdulos por al escasez de silicio. Por ello, la mayora de los paneles solares instalados en domicilios particulares suelen ser fijos, con lo que se pierde entre un 30% y un 40% de produccin elctrica. El beneficio de esta inversin est dotado de ventajas fiscales que el propietario deber incluir en su declaracin de la renta. Los expertos sugieren la bsqueda de silicio menos purificado para fabricar los paneles o aprender a purificarlo artificialmente. Pero de momento no existe tal descubrimiento.

Las previsiones indican que en Espaa se van a instalar hasta 2008 entre 200.000 y 300.000 metros cuadrados con paneles solares domiciliarios. El problema es la falta de supervisin y mantenimiento por los tcnicos de los ayuntamientos y los propietarios. Tal es el caso de la Comunidad de Madrid, donde el 25% de las instalaciones de paneles solares no realiza ningn mantenimiento porque no se llevan a cabo todas las comprobaciones necesarias, como apretar tornillos o subsanar el aislamiento de tuberas.

 

Conceptos relacionados
[Energa renovable]  [Energa solar fotovoltaica]  [Tecnologa

Fuentes:
El Pas, 27 de junio de 2007
El Mundo, 13 de diciembre de 2004
ADN, 12 de julio de 2009
El Mundo, 21 de abril de 2006

Appa, 19 de abril de 2006

El Pas, Propiedades, 16 de noviembre de 2007
Fundacin Vida Sostenible, enero de 2013

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