Historia
Este texto, que aborda los paneles y energía solares, podría abrir de muchas maneras. Una de ellas, la más popular, es la relación entre el físico más popular, Albert Einstein, con esta tecnología.
La energía solar se sostiene bajo el principio del efecto fotoeléctrico, base de la conversión de la luz solar en electricidad, teoría desarrollada por el científico alemán en 1905 en el artículo titulado ‘Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz’, misma que le valió el Nobel de Física en 1921, aunque el premio le fue entregado en 1922, de acuerdo con el sitio web del Premio Nobel.
Valga este dato curioso para plantear la importancia del descubrimiento, merecedor del máximo galardón en la comunidad científica, y su trascendencia para una humanidad hambrienta de energías cero contaminantes.
Luego del Nobel de Einstein, pasaron años antes del nacimiento del primer panel, más de 30 en realidad. Uno de los primeros en su tipo lo fabricó la compañía Laboratorios Bell en la década de 1950. El dispositivo estaba compuesto por fragmentos de silicio y sobre este invento se basó la tecnología fotovoltaica tal como la conocemos hoy.
Funcionamiento
El principio de esta innovación se basa en la reacción química de un material semiconductor, principalmente el silicio, ante el sol. Dicho de otra manera, los fotones de la luz solar, estimulan los electrones en el silicio, contenido en compartimentos llamados células fotovoltaicas, lo que genera la liberación de las partículas subatómicas y crea una corriente eléctrica.
Un panel solar moderno está compuesto por una agrupación de estas células conectadas, encapsuladas, y distribuidas sobre una estructura de soporte.
Tomando en cuenta lo anterior toca preguntarse, ¿cuánto ha cambiado esta tecnología?, ¿qué innovaciones tenemos hoy?
Ian de la Garza, director general de Finsolar, startup mexicana dedicada a la instalación de sistemas de energía eléctrica, precisó que en los últimos 20 años, uno de los mayores avances de los módulos fotovoltaicos es el incremento en eficiencia energética.
Evolución
De acuerdo con datos del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL, por sus siglas en inglés) los primeros paneles a base de silicio comercializados, desarrollados en la década de 1970, tenían una eficiencia energética del 13 y 14 por ciento. En contraste, las versiones actuales ofrecen hasta un 20 por ciento, aseguró De la Garza.
El director de Finsolar recalcó que la base tecnológica sigue siendo el silicio y no ha habido innovaciones disruptivas hasta ahora. Por supuesto, hablamos de modelos disponibles en el mercado.
Una nota fechada el 9 de diciembre de 2022, publicada en el MIT News, diario informativo sobre los avances científicos de la prestigiosa universidad, reveló que un grupo de sus investigadores desarrolló unas células solares de tela ultraligera, finas como un cabello humano, capaces de convertir cualquier superficie en una fuente de energía.
“Pesan una centésima parte que los paneles solares convencionales, generan 18 veces más energía por kilogramo y se fabrican con tintas semiconductoras mediante procesos de impresión que pueden ampliarse en el futuro a la fabricación de grandes superficies”, indicó el MIT.
No obstante, la tecnología es incipiente y llevará tiempo adaptarla para lanzarla al mercado. De hecho, en el estudio ‘El futuro de la energía solar’, publicado en 2016, el mismo MIT admitió la posibilidad de que el silicio permanezca como el semiconductor más viable para generar luz a partir del sol, al menos hasta el 2030.
Por su parte, Gilberto Carrasquero, director general de Ilumi, empresa que también instala módulos fotovoltaicos, explicó que los paneles solares basados en silicio más efectivos son los monocristalinos, pues son eficientes y funcionan bien en espacios limitados, adecuados tanto para hogares como aplicaciones comerciales.
Carrasquero coincidió con De la Garza en el tema de avances tecnológicos y se limitó a señalar algunas innovaciones en estructura, como paneles bifaciales, capaces de capturar la luz solar desde ambos lados del panel, lo que aumenta la eficiencia; transparentes, que permiten la generación de energía sin obstruir la vista; seguimiento solar, innovación capaz de perseguir la trayectoria del sol para maximizar la captura de energía.
A detalle
🌞 Células fotovoltaicas: convierten la luz solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico, donde se genera una reacción química entre los fotones de luz y el silicio para generar electricidad.
🌞 Capa antirreflejante: ayuda a maximizar la absorción de luz solar al reducir la reflexión.
🌞 Vidrio frontal: protege las células de la intemperie y permite que la luz solar pase a través de él.
🌞 Conexiones o inversores: la mayoría de los dispositivos y sistemas eléctricos utilizan corriente alterna (CA), por lo que un inversor se emplea para convertir la corriente continua (CC) generada por los paneles solares en CA.
🌞 Almacenamiento: si se genera más electricidad de la que se necesita, el exceso puede ser enviado a la red eléctrica (si está conectado a ella) o almacenarse en baterías para su uso posterior.
