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04-04-2017

EFICIENCIA EN MÓDULOS FOTOVOLTAICOS

Optimizadores de potencia y últimos avances en células de silicio

Como sabemos, el convertidor o inversor tiene un papel fundamental en las instalaciones de producción de energía fotovoltaica. Por un lado, se encarga de convertir la energía continua en energía alterna y, por otro lado, tiene la función de buscar y establecer de manera constante el voltaje de servicio y los niveles instantáneos de todos los paneles, basándose en la potencia de salida total de la matriz. Aquí es donde se presenta uno de los principales problemas de los módulos fotovoltaicos, puesto que la presencia de sombras parciales, suciedad u otras condiciones ambientales o arquitectónicas que afecten a un solo panel, provoca que el inversor reduzca la corriente de todos los paneles, mermando la potencia total.

Actualmente, para solucionar este problema, diferentes fabricantes cuentan con unos aparatos llamados optimizadores de carga, los cuales se instalan detrás de cada panel. La función de los mismos es reemplazar el diodo de bypass y conseguir el seguimiento de punto de máxima potencia o MPPT (Maximum Power Point Tracking) en el interior del módulo fotovoltaico, de esta forma, conseguimos eliminar la respuesta de encendido y apagado para los desfases de rendimiento entre los módulos y, consecuentemente, cada fila contribuye con la máxima potencia posible, sin que su producción total se vea restringida por el rendimiento de módulos individuales. Con esto, conseguimos un mayor grado de flexibilidad a la hora del dimensionamiento de una instalación fotovoltaica y una mayor producción de energía, puesto que disminuimos pérdidas de rendimiento por sombreado parcial, suciedad, degradación, etc.

Por otro lado, otra de las vías para sacar más rendimiento de la radiación solar es mejorar, precisamente, la eficiencia de los paneles. En eso han estado trabajando investigadores japoneses de Kaneka Corporation, dirigidos por Kunta Yoshikawa, los cuales han publicado sus avances hace unas semanas en la prestigiosa revista Nature Energy. Dichos investigadores han logrado construir una célula de silicio de un tamaño de 180 cm2 que supera el 26% de eficiencia con previsión de alcanzar en pocos años el 29% (el récord anterior de esta tecnología estaba establecido en el 25,6%), por lo que es un avance significativo. Para ello, han desarrollado una estructura basada en la heterojunción de silicio monocristalino con una capa superior de silicio amorfo, consiguiendo mediante este diseño, aumentar simultáneamente la captación de luz solar y su conversión en energía eléctrica.

Si bien es cierto, otras tecnologías como las células multiunión, ya presentan rendimientos en laboratorio superiores al 43% con sistemas de concentración. Esto es así porque están basadas en múltiples uniones p-n de diferentes materiales semiconductores, generando de esta forma energía procedente de varias longitudes de onda. Sin embargo, estas tecnologías multiunión siguen siendo muy costosas y en vías de desarrollo. Actualmente su principal uso es en aplicaciones aeroespaciales, por la necesidad de altas eficiencias en limitadas superficies.

Seguirá siendo importante invertir en I+D+I para conseguir aún más mejoras en una alternativa energética con un futuro muy prometedor y tan necesaria como es la reducción de los gases contaminantes e impactos ambientales de otras tecnologías energéticas.

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