SOLAR FOTOVOLTAICA Sistema fotovoltaico de alta eficiencia para tejado En aplicaciones de tejado, donde el balance de sistema y los costes blandos pueden suponer hasta un 80% del coste total de una instalación, la competitividad de los sistemas fotovoltaicos tiene un gran margen de mejora. En este escenario, la reducción continuada de los costes de generación tiene que pasar por aumentar la energía generada por los paneles solares, es decir, por incrementar su eficiencia de conversión. GRUPO DE INTEGRACIÓN DE SISTEMAS E INSTRUMENTOS DEL INSTITUTO DE ENERGÍA SOLAR DE LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID DR. CÉSAR DOMÍNGUEZ DOMÍNGUEZ. PROFESOR AYUDANTE DOCTOR DE LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. DR. IGNACIO ANTÓN HERNÁNDEZ CATEDRÁTICO DE LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. STEVE A. ASKINS INGENIERO DE INVESTIGACIÓN DEL INSTITUTO DE ENERGÍA SOLAR DE LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. El abrupto abaratamiento de los paneles fotovoltaicos en los últimos años ha conseguido reducir de forma drástica los costes de generación de la energía de origen solar, acelerando su despliegue masivo. Sin embargo, el margen de reducción del coste de un panel es cada vez menor, y su peso en el coste total del sistema es cada vez menor, por lo que dichas reducciones tienen a su vez un impacto menguante en el coste de la electricidad generada (��/kWh). En aplicaciones de tejado, donde el balance de sistema y los costes blandos pueden suponer hasta un 80% del coste total de una instalación (Ilas 2018), la competitividad de los sistemas fotovoltaicos tiene un gran margen de mejora. En este escenario, la reducción continuada de los costes de generación tiene que pasar por aumentar la energía generada por los paneles solares, es decir, por incrementar su eficiencia de conversión. Según un reciente informe del Massachussets Institute of Technology, el incremento de la eficiencia del panel será el principal factor de reducción de los costes de generación eléctrica de origen solar (Kavlak 2018). Las células solares de silicio cristalino han alcanzado prácticamente su eficiencia límite, por lo que no pueden esperarse incrementos significativos de eficiencia sin desarrollar arquitecturas alternativas al panel de silicio convencional. Además, la expansión del vehículo eléctrico supondrá un aumento del consumo en lugares de residencia y de trabajo, que incrementará el número de instalaciones fotovoltaicas en edificios, aparcamientos y puntos de carga del vehículo. Muchas instalaciones tendrán limitada su capacidad de generación fotovoltaica por el área disponible para el generador fotovoltaico y no por la demanda que será superior a la capacidad de generación. En este contexto los módulos fotovoltaicos de alta eficiencia adquieren un valor añadido, puesto que maximizan la generación eléctrica en el área disponible para el generador. Una de las tecnologías que ha prometido niveles de eficiencia muy superiores a las actuales es la concentración fotovoltaica, conocida como CPV (acrónimo del término inglés concentrator photovoltaics). La tecnología CPV se basa en la utilización de un sistema óptico que concentra la luz sobre una célula solar fotovoltaica de tamaño mucho menor, de tal forma que se reduzca la cantidad de material semiconductor utilizado en la célula (reduciendo su coste) y se incremente su eficiencia por el uso de una intensidad luminosa mayor. Al reducir la cantidad de material semiconductor, es posible utilizar estructuras semiconductoras más sofisticadas y caras con eficiencias de conversión mucho mayores que la del silicio cristalino (Algora 2015), como por ejemplo las células multiunión de semiconductores III-V. El esfuerzo de investigación en esta tecnología durante la última década se ha traducido en unos resultados sobresalientes en términos de eficiencia, con módulos que superan el 40% de eficiencia (Steiner 2016), pero también en cuanto a su fiabilidad y vida útil, con plantas solares de decenas de megavatios que han demostrado una producción sostenida, sin degradación medible, desde su creación hace más de 11 años (Gerstmeier 2015). En cuanto a su coste, la curva de aprendizaje de la tecnología llegó a mostrar tasas de aprendizaje similares o superiores a las del silicio (Haysom 2015) y costes de generación similares, a pesar de contar con una capacidad instalada 3 órdenes de magnitud menor (del orden de medio gigavatio). Aunque el coste de la inversión inicial es mayor en plantas CPV que en las convencionales de silicio, la energía generada por unidad de área es mucho mayor, por lo que la electricidad generada puede ser incluso más barata que con panel plano en localizaciones con una gran fracción de radiación directa (Wiesenfarth 2017). Sin embargo, la fuerte reducción de costes en los paneles solares de silicio cristalino y la fatiga inversora durante los años de la crisis económica paralizaron el despliegue de esta tecnología para la construcción de grandes plantas, principalmente debido al mayor coste de financiación de una tecnología menos conocida y, por tanto, con mayor riesgo. 82 energética XXI · 184 · MAR19
Energetica184marzo2019
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