De qué se trata la energía solar fotovoltaica de alta concentración HCPV

Si algo tiene la tecnología solar, tanto la fotovoltaica como la térmica , es que uno nunca se detiene en sorprenderse sobre la evolución permanente de tecnologías.
Es así como en este artículo vamos a hablar de la energía solar fotovoltaica de alta concentración o HCPV (de Hight Concentrated PhotoVoltaic) donde se aplican los principios de la concentración solar. Además de para las más conocidas aplicaciones térmicas de generación de electricidad, es también utilizada en la energía solar fotovoltaica.
Hace más de 20 años varias compañías iniciaron los estudios para superar una de las dificultades que más ha limitado el desarrollo de la electricidad fotovoltaica: los elevados costos de los materiales fotovoltaicos.
Estos estudios han dado sus frutos y actualmente, la fotovoltaica de concentración es ya una realidad y se presenta como una alternativa más a la generación de electricidad limpia. Claro que es una tecnología que no se encuentra aún en la Argentina, que está en pañales en cuanto a las tecnologías solares. De hecho México es el único país en América latina en disponer de esta tecnología en el estado de Durango.
Pero veamos en qué consiste  concepto del HCPV. Pues bien la tecnología solar fotovoltaica tradicional, por llamarla de alguna forma, para obtener volúmenes importantes de electricidad, necesita contar con amplias superficies de paneles fotovoltaicos, lo que se traduce en el empleo de mucho material fotovoltaico.
La tecnología de concentración fotovoltaica o HCPV plantea una ingeniosa estrategia para encarar este problema: en vez de disponer el material fotovoltaico en toda la superficie del panel, busca concentrar la luz solar que recibe el panel. Para ello utiliza elementos económicos como espejos y lentes, que concentran la luz en pequeñas celdas solares. Con ello se consigue emplear una mucho menor cantidad de material fotovoltaico y reducir los costes de forma importante.
Ya que se requiere una menor superficie de material fotovoltaico, se puede invertir en una tecnología fotovoltaica más eficiente ya que, aunque sea más cara, al ser muy poca cantidad la necesitada compensará sobradamente su precio más elevado.
De esta forma se obtienen paneles solares con celdas solares que tienen un rendimiento de entorno entre el 39 % y el 41% frente al rendimiento de las celdas convencionales de silicio que se sitúa entorno al 13% y el 19%.
En resumen, esta tecnología busca, mediante el empleo de una mucha menor cantidad de células fotovoltaicas muy eficaces, reducir los costos y a la vez mejorar el rendimiento.
En otra nota desarrollaremos detalladamente cuales son los componentes de una instalación de HCPV, que si bien tiene sus puntos en común, difieren en ciertas condiciones específicas que se deben cumplir.

Fuente: www.sitiosolar.com

Advertisements

Cinco mitos sobre la energía solar fotovoltaica


Por confusión, o quizás por intereses creados, se han difundido ciertas ideas sobre la Energía Solar Fotovoltaica, que por su nivel de repetición en muchos foros o publicaciones, podrían ya recibir la calificación de “mitos”. Vamos a revisar algunos de ellos

La revolución en la energía solar fotovoltaica: Llega el Grafeno

Pablo Jarillo-Herrero es un físico español que recibió en Washington el galardón presidencial para jóvenes científicos por su investigación de las propiedades electrónicas y ópticas de nuevos materiales como el grafeno. Este premio, además de llevar a sus arcas un millón de dólares, fue un grato reconocimiento a su labor en el campo de la ciencia y la ingeniería.

Actualmente Pablo Jarillo–Herrero cuenta con un equipo de 20 investigadores más que trabajan desde el 2008 en el Departamento de Física del MIT (Massachusetts Institute of Technology) estudiando nuevos  materiales. Jarillo-Herrero comenta que “el grafeno tiene un mecanismo de captación de energía que no ocurre en otros materiales, lo que podría permitir que se utilice en sistemas de recolección de energía más eficientes”. Además, también comentó que “podría ayudar a que la electrónica sea más rápida y eficiente y así, evitar o moderar el calentamiento que sufren ahora las computadoras”.

Lo más esperanzador de este descubrimiento es que también se pueden aplicar a los paneles solares, donde permanentemente se estan estudiando sus posibles aplicaciones: “ya hay empresas que lo emplean en celdas solares como un material conductor transparente, como fotodectector y en nanocompuestos mecánicos porque es el material más fuerte que existe”, explicaba Pablo Jarillo–Herrero.

En 2010, los científicos Andre Geim y Konstantin Novoselov recibieron el Premio Nobel de Física gracias a sus revolucionarios descubrimientos sobre el Grafeno. Es que este material tiene numerosas propiedades por lo que se estima que revolucionará la tecnología, aunque todavía está por llegar a su aplicación masiva. Hasta ahora, esta alotropía del carbono se ha usado como complemento del silicio, pero se cree que cerca del 2024 podría llegar incluso a sustituirlo no solo en la microelectrónica, sino  también en el sector de la fabricación de dispositivos fotodetectores y colectores de energía como afirma una investigación del MIT donde se ha logrado que el grafeno transforme energía lumínica en energía eléctrica.

En el MIT se propusieron someter una lámina de Grafeno a la luz de un láser. Descubrieron que en el material aparecieron dos regiones con diferentes propiedades eléctricas. Para su sorpresa, esto también provocó una diferencia de temperatura entre ambas zonas de material que hizo que se generase una corriente eléctrica. De ahí se observó que el Grafeno, al ser iluminado por un láser, los electrones de su estructura que eran calentados por la luz circulaban en la corriente generada, pero el núcleo de carbono de la estructura del material permanecía frío e inalterado.

Por otra parte, estos resultados ya se había podido observar pero en unos escenarios totalmente distintos, por ejemplo: ante temperaturas extremadamente bajas o cuando se bombardean intensamente con un láser de alta potencia. Sin embargo, en este caso el fenómeno apareció a temperatura ambiente y con una luz que no era más intensa que la luz del sol.

De esta forma el grafeno luego de ser expuesto a una fuente lumínica empezó a producir corriente eléctrica de manera inusual los investigadores asumieron que se debía a un efecto fotovoltaico y en su momento lo despreciaron. Pero analizando detenidamente este descubrimiento podría llevar a muchas mejoras en los dispositivos fotodetectores y lo que es más importante, podría traer una nueva generación de placas solares.

Aunque este fenómeno es muy nuevo y todavía es difícil predecir su aplicación, se piensa que el grafeno será la solución a un gran abanico de problemas actuales. Sobre todo, en el campo de energía solar. Este material podría tener aplicaciones como fotodetector, puesto que podría reaccionar ante un intervalo de energía bastante amplio, desde la luz visible hasta los infrarrojos. También podría funcionar como recolector de energía solar, ya que es capaz de responder a un intervalo amplio de longitudes de onda en contraposición a los materiales habituales que únicamente responden a longitudes de onda concretas.

Habrá que ser pacientes y esperar, ya que los avances en este tema son continuos y no se detienen. Seguiremos a la espera de más novedades al respecto.