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

En la vertiginosa carrera de investigación en que se halla la UE para lograr sacar el máximo rendimiento a las energías renovables, se encuentra el proyecto H-Alpha Solar presentado por la Dirección General de Investigación de la Comisión Europea. El proyecto persigue lograr paneles solares de bajo coste y poco peso, gracias al encapsulado de las células en una película flexible de fácil colocación en espacios irregulares, fijos o móviles. El centro tecnológico español Inasmet-Tecnalia desarrolló en 2006, en colaboración con varias empresas extranjeras, un panel solar pensado para GAIA, la misión que la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó en 2011. La ESA finalmente lo seleccionó, a pesar de que según el responsable del área de espacio de Tecnalia, Jesús Marcos, era un 60% más ligero -una desventaja es que usa células solares flexibles, de eficacia baja comparada con las de otros paneles espaciales-. La compañía vasca trata ahora de aplicar la tecnología 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 radiación ultravioleta. Una vez rígidas ya no necesitan un aporte constante de energía para mantenerse así, al contrario que las estructuras hinchables convencionales. Además, una estructura inflable en el espacio puede resultar dañada más fácilmente por el impacto de partículas, o durante los cambios de órbita. El panel experimental desarrollado por Inasmet-Tecnalia, más pequeño de lo que en realidad deberá llevar GAIA, se lanzaría enrollado y una vez en órbita se desplegaría "como un matasuegras", explica Marcos. Un dispositivo mecánico desenrolla la estructura, mientras que una resina que se vuelve rígida a bajas temperaturas, mantiene abierto el panel. Más en detalle: el panel está hecho de fibra de carbono impregnado en la resina, lleva un retículo o malla, que al calentarse calienta el conjunto. El calor vuelve flexible a la resina, desplegando el panel. Una vez en la posición definitiva, la resina deja de enfriarse -el espacio está a 270 grados bajo cero- y se rigidiza. El proceso puede repetirse muchas veces, porque al volver a calentarse el polímero recupera su flexibilidad. Inasmet ha desarrollado el concepto, el dispositivo de despliegue y el propio polímero, que está en vías de ser patentado. El que el panel pueda recogerse y desplegarse cuanto se quiera "puede no ser muy interesante en el espacio, pero sí en otras aplicaciones en Tierra", dice Marcos. Entre éstas menciona las estructuras habitables para actuaciones humanitarias, con células solares flexibles incorporadas; o paneles solares que puedan ser usados en elementos arquitectónicos curvos. Actualmente se tiende a reducir peso, aportar flexibilidad y a mejorar la eficiencia de las células solares. En este sentido un equipo internacional de científicos ha desarrollado un nuevo concepto para aplicación en células solares sensibilizadas por colorante, a partir de materiales orgánicos, que garantiza eficiencia energética a mucho menor coste que las placas solares convencionales a base de silicio. La investigación, publicada por "Nature Photonics", ha sido codirigida por Michael Grätzel, Michael McGehee; y han participado científicos del EPFL (Laussane, Suiza), de las Universidades estadounidenses de Stanford y Berkeley, y de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM). Estas células de Grätzel o células solares sensibilizadas por colorante, denominadas DSSC, ofrecen energía a partir de la luz solar. A partir de los fotones se producen electrones que se inyectan en la parte inorgánica, dióxido de titanio, usado como electrolito. La eficiencia del colorante para absorber luz aumenta drásticamente cuando al electrolito se le agrega una molécula orgánica que absorbe y transfiere fotones de alta energía. En estas placas se utilizan materiales orgánicos más baratos y ligeros que el silicio, que pueden favorecer el desarrollo de placas solares flexibles más adaptables a las superficies.?Se han alcanzado niveles de eficiencia del 12 por ciento con este tipo de células solares. "Hasta el momento, las células inorgánicas de silicio han demostrado ser las más eficientes, con unos rendimientos cercanos al 18 por ciento, y son las únicas comercializadas", según Tomás Torres, director del Departamento de Química Orgánica de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).Pero aparte de sus ventajas en eficiencia energética, 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 orgánicos son las células plásticas, cuya eficiencia ronda el 6 por ciento en laboratorio, siendo poco eficientes según la rentabilidad esperada a partir del 15 por ciento. No obstante, su adaptabilidad es "extraordinaria", según Torres. En el campo de la fabricación de células fotovoltaicas España es el tercer país del mundo, tras Japón y Alemania. Las nuevas tendencias son los sistemas de concentración, derivados de la escasez de polisilicio (silicio de grado solar purificado, principal materia prima de los paneles). La Asociación de Productores de Energías Renovables (APPA) agrupa a 320 empresas de varios sectores, como biocarburantes, biomasas, eólica, hidráulica, mareomotriz, solar y undimotriz (energía 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 conexión a la red eléctrica de futuros proyectos fotovoltaicos suman 6.000 MW, cuando la tecnología cerró 2005 con 38 MW conectados a la red. Los fabricantes de paneles tienen comprometida su producción durante varios años y no podrán abastecer la creciente demanda de esta “burbuja fotovoltaica”. La Asociación advierte del peligro de proyectos de inversión como el ofrecido para atraer a pequeños inversores mediante “huertas solares” de más de 100 MW. Existen cerca de 3.000 ciudadanos propietarios de paneles solares en España, convirtiéndose en productores de electricidad reconocidos por las distribuidoras que les facturan individualmente la energía que inyectan a la red. La empresa promotora gestiona las tramitaciones, concesiones, permisos de obras y se encarga de la adquisición de los paneles, instalación y revisión periódica de cada módulo. Un particular podría realizar esta inversión en sus terrenos, pero el coste sería desorbitado por la subida en el precio los módulos por al escasez de silicio. Por ello, la mayoría de los paneles solares instalados en domicilios particulares suelen ser fijos, con lo que se pierde entre un 30% y un 40% de producción eléctrica. El beneficio de esta inversión está dotado de ventajas fiscales que el propietario deberá incluir en su declaración de la renta. Los expertos sugieren la búsqueda 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 España se van a instalar hasta 2008 entre 200.000 y 300.000 metros cuadrados con paneles solares domiciliarios. El problema es la falta de supervisión y mantenimiento por los técnicos 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 ningún mantenimiento porque no se llevan a cabo todas las comprobaciones necesarias, como apretar tornillos o subsanar el aislamiento de tuberías.