Revista Energetica. Septiembre 2023

ha desarrollado Funglass, un vidrio con na- noestructuras aleatorias en su superficie que aborda estos desafíos de manera integral. Estas estructuras consiguen minimizar la re- flexión, disminuir en un 50% la adherencia del polvo ymejorar su capacidad de autolim- pieza. Además, al no añadir ningún recubri- miento externo, la resistencia a la abrasión de estas estructuras, monolíticamente fabri- cadas sobre la superficie del vidrio, supera a las de los recubrimientos utilizados actual- mente. De este modo, con este nuevo vidrio no solo se puede aumentar y ampliar a largo plazo la eficiencia de los módulos fotovoltai- cos, sino que se reduce la necesidad de lim- pieza, disminuyendo así notablemente los costes de O&M. Un vidrio antirreflectante La luz reflejada en los módulos fotovoltaicos es radiación que no llega a las células foto- voltaicas y que, por lo tanto, no se convier- te en electricidad. Esta reflexión se produce debido a un cambio brusco en el índice de refracción, pasando de 1 (aire) a 1,5 (vidrio). Las estructuras fabricadas en el vidrio elimi- nan este repentino cambio, generando una transición gradual del índice de refracción desde el aire hasta el vidrio y minimizando así la luz reflejada. En el desarrollo realizado en CENER se ha logrado reducir la reflexión del vidrio de un 7,2% a un 1,1% en incidencia normal y de un 12,7% a un 3,4% a una inci- dencia de 60 grados, lo que representa una disminución del 84,7% y del 73,2% respecti- vamente en la reflexión 2 . Estas mejoras hacen que Funglass sea es- pecialmente adecuado para sistemas FV fijos, donde el ángulo de incidencia de la luz solar varía durante el día, así como para regiones con nubosidad y luz difusa, ya que aumenta la corriente generada en un 3,5% a ángulo normal y más del 5% en ángulos ma- yores de 60 grados. Módulos un 50%más limpios Otra ventaja importante que aportan las es- tructuras de vidrio es la propiedad de antisu- ciedad. La acumulación de polvo bloquea la entrada de luz a las células. De hecho, en las regiones con más recurso solar, que coinci- den con las regiones más áridas, el coste de las pérdidas anuales globales causadas por la suciedad puede suponer entre 3 y 5 millo- nes de euros a nivel mundial según datos de Klemes Ilse, investigador de Fraunhofer. Las estructuras desarrolladas en CENER aumentan la distancia media entre la base de la superficie del vidrio y la del polvo, re- duciendo de esta forma su depósito, ya que las fuerzas que gobiernan la adherencia disminuyen con la distancia. De este modo, mediante tres diferentes métodos de medi- ción se ha obtenido una disminución del rit- mo de ensuciamiento de los módulos FV de aproximadamente un 50%, manteniendo los módulos más limpios durante más tiempo 2 . Autolimpieza del módulo Sin embargo, las nanoestructuras no pueden evitar completamente el ensuciamiento y es habitual que acaben acumulando cierto gra- do de suciedad. Además de la antirreflectan- cia y antisuciedad, otra de las ventajas que ofrece el Funglass es su capacidad autolava- ble. Las nanoestructuras de vidrio potencian la característica hidrófila inicial del vidrio, convirtiéndolo en súper hidrófilo, mostrando un ángulo de contacto de la gota de agua de 11ᵒ y un ángulo de deslizamiento de 10ᵒ. De esta manera, en módulos instalados con una inclinación mínima de 10ᵒ la lluvia ejercerá un efecto autolavable, deslizándose con faci- lidad a lo largo de todo el módulo, recogien- do y arrastrando la suciedad 2 . Notable mejora de la resistencia a la abrasión Otra de las ventajas que ofrece el Funglass está relacionada con la naturaleza de las estructuras. Este vidrio no posee ningún re- cubrimiento adicional ni ninguna mezcla de materiales que aporten antirreflectancia y antisuciedad. Las estructuras nanométricas desarrolladas han sido grabadas directa- mente en el propio vidrio, obteniendo es- tructuras monolíticas muy resistentes y esta- bles, y evitando de esta forma el problema que surge habitualmente cuando se utilizan recubrimientos adheridos al vidrio, que aca- ban por despegarse o perdiendo su eficacia tras los procesos de limpieza. La resistencia y durabilidad de estas estruc- turas sehanmedido realizandoel test de abra- sión con un cepillo de nylon, con y sin arena, como medio abrasivo (según lo definido en el estándar IEC 62788-7-3). A partir de los resul- tados obtenidos se ha demostrado que las es- tructuras poseen una resistencia que supera a la de los recubrimientos existentes, ya que después de 500 ciclos de cepillado sin arena no se ha observado ninguna disminución en sus propiedades. En el segundo experimento, tras la realización de 500 ciclos de abrasión con arena, para el vidrio con las estructuras el empeoramiento ha sido solamente del 1%; sin embargo, para diferentes soluciones utilizadas habitualmente se ha observado un empeoramiento de entre 2,5% y de 3% (de- pendiendo del tipo de recubrimiento), lo cual demuestra que esta nueva solución presenta una mejor resistencia a la abrasión. Conclusiones El vidrio fotovoltaico Funglass con sus na- noestructuras innovadoras representa una apuesta segura para la industria fotovoltai- ca. Con las nanoestructuras grabadas en su superficie ofrece mejoras nunca vistas en la eficiencia y durabilidad de los módulos fo- tovoltaicos. Estas estructuras minimizan la reflexión de la luz de manera efectiva, dismi- nuyen la adherencia de la suciedad y ofrecen capacidades de autolimpieza. Además, su resistencia a la abrasión mejorada garantiza una larga vida útil y una mayor rentabilidad respecto a los productos ya existentes. Con todas estas funcionalidades que pro- porciona esta disruptiva tecnología, no solo se verá beneficiada la industria fotovoltaica, sino que puede ser empleada en multitud de aplicaciones, como en la industria solar, en la edificación, en la fotografía… aumen- tando sus prestaciones y disminuyendo los costes, ganado por tanto en eficiencia y com- petitividad. ◉ 1. IEA, Snapshot of Global PV Markets 2023 Task 1 Strategic PV Analysis and Outreach PVPS. [Online]. Available: www.iea-pvps.org 2. C. L. Pinto, I. Cornago, A. Buceta, E. Zugasti, and J. Bengoechea, “Random subwavelength struc- tures on glass to improve photovoltaic module performance,” Sol. Energy Mater. Sol. Cells, vol. 246, no. August, p. 111935, 2022, doi: 10.1016/j. solmat.2022.111935. Capacidad súper hidrófíla del vidrio texturizado. En la mitad izquierda del vidrio, que está tratada, la gota de agua se expande, algo que no sucede en el lado sin tratamiento. Solar Fotovoltaica 42 ENERGÉTICA XXI · 229 · SEP 23