Un nuevo estudio muestra que, contrariamente a la creencia generalizada en la industria de la energía solar, los nuevos tipos de células y paneles solares no tienen que durar necesariamente de 25 a 30 años para ser económicamente viables en el mercado actual.

Al contrario, unos paneles solares con una vida útil inicial de tan solo 10 años podrían tener sentido desde el punto de vista económico, incluso para instalaciones a escala de red eléctrica, lo que abriría así la puerta a nuevas y prometedoras tecnologías solares fotovoltaicas que se han considerado insuficientemente duraderas para su uso generalizado.

Todo ello se describe en un artículo publicado en la revista Joule, escrito por Joel Jean, del MIT y director general de la nueva empresa Swift Solar; Vladimir Bulović, profesor de ingeniería eléctrica e informática y director del MIT.nano; y Michael Woodhouse del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de Colorado.

“Cuando hablas con la gente del campo fotovoltaico, dicen que cualquier panel solar nuevo tiene que durar 25 años”, dice Jean. “Si alguien idea una nueva tecnología con una vida útil de 10 años, nadie va a mirarla. Eso se considera obvio en este campo, y es algo paralizante”.

Jean añade que “es una barrera enorme, porque no se puede probar una vida de 25 años en un año o dos, o incluso 10”. Esa presunción, dice, ha dejado a muchas nuevas tecnologías prometedoras atrapadas en el margen, ya que las tecnologías convencionales de silicio cristalino dominan abrumadoramente el mercado comercial de paneles solares. Pero, los investigadores descubrieron que no tiene por qué ser así.

“Tenemos que recordar que, en última instancia, lo que a la gente le importa no es el costo del panel, sino el costo nivelado de la electricidad“, dice. En otras palabras, es el costo real por kilovatio hora entregado durante la vida útil del sistema, incluyendo el costo de los paneles, los inversores, los bastidores, el cableado, el terreno, la mano de obra de instalación, los permisos, la interconexión de la red y otros componentes del sistema, junto con los costos de mantenimiento continuo.

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Instalación de paneles solares. (Foto: MIT)

Parte de la razón por la que la economía de la industria solar se ve diferente hoy en día que en el pasado es que el costo de los paneles solares (también conocidos como módulos fotovoltaicos) ha caído en picado hasta tal punto que ahora, los costos del sistema – es decir, todo excepto los paneles mismos – excede el de los propios paneles. Esto significa que, mientras los nuevos paneles solares sean eléctrica y físicamente compatibles con los sistemas de bastidores y eléctricos, puede tener sentido económico reemplazar los paneles por otros más nuevos y mejores a medida que estén disponibles, mientras se reutiliza el resto del sistema.

“La mayor parte de la tecnología está en el panel, pero la mayor parte del costo está en el sistema”, dice Jean. “En lugar de tener un sistema en el que lo instalas y luego reemplazas todo después de 30 años, ¿qué pasa si reemplazas los paneles antes y dejas todo lo demás igual? Una de las razones que podrían funcionar económicamente es si los reemplazas con paneles más eficientes”, lo cual es probable que sea el caso, ya que se está explorando una amplia variedad de tecnologías más eficientes y de menor costo en todo el mundo.

Dice que lo que el equipo encontró en su análisis es que “con algunas advertencias sobre la financiación, puedes, en teoría, llegar a un costo competitivo, porque tus nuevos paneles solares mejorarán constantemente, con una vida útil tan corta como 15 o incluso 10 años”.

Aunque los costos de las células solares han bajado año tras año, Bulović indica que, “la expectativa de que uno tenía que demostrar una vida útil de 25 años para cualquier nueva tecnología de paneles solares se ha mantenido como una tautología. En este estudio mostramos que a medida que los paneles solares se vuelven menos costosos y más eficientes, el balance de costos cambia significativamente”.

Señala que uno de los objetivos del nuevo documento es alertar a los investigadores de que sus nuevos inventos solares pueden ser rentables aunque tengan una duración relativamente corta, y por lo tanto pueden ser adoptados y desplegados más rápidamente de lo esperado. Al mismo tiempo, los inversores deben saber que pueden obtener mayores beneficios si optan por tecnologías solares eficientes que no se ha demostrado que duren tanto tiempo, sabiendo que periódicamente los paneles pueden ser reemplazados por otros más nuevos y eficientes.

“Las tendencias históricas muestran que la tecnología de paneles solares sigue siendo más eficiente año tras año, y estas mejoras continuarán durante los próximos años”, dice Bulović. Las células solares basadas en la perovskita, por ejemplo, cuando se desarrollaron por primera vez hace menos de una década, tenían eficiencias de solo un pequeño porcentaje. Pero recientemente su rendimiento récord superó el 25 por ciento de eficiencia, en comparación con el 27 por ciento de la célula de silicio récord y alrededor del 20 por ciento de los módulos de silicio estándar de hoy en día, según Bulović. Es importante destacar que en los nuevos diseños de dispositivos, una célula solar de perovskita puede apilarse sobre otra de perovskita, silicio o célula de película fina, para elevar el límite de eficiencia máxima alcanzable a más del 40 por ciento, lo que está muy por encima del límite fundamental del 30 por ciento de las tecnologías solares de silicio de hoy en día. Pero las perovskitas tienen problemas de longevidad de funcionamiento y aún no se ha demostrado que puedan acercarse al estándar de 25 años.

Bulović espera que el estudio “cambie el paradigma de lo que ha sido aceptado como una verdad global”. Hasta ahora, dice, “muchas tecnologías prometedoras ni siquiera se han puesto en marcha, porque el listón está demasiado alto” en la necesidad de durabilidad.

Para su análisis, el equipo examinó tres tipos diferentes de instalaciones solares: un sistema residencial típico de 6 kilovatios, un sistema comercial de 200 kilovatios y un gran sistema de 100 megavatios a escala de central eléctrica con seguimiento solar. Utilizaron los parámetros de referencia del NREL para los sistemas solares de los Estados Unidos y una variedad de supuestos sobre el futuro progreso en el desarrollo de la tecnología solar, la financiación y la eliminación de los paneles iniciales después de su reemplazo, incluyendo el reciclaje de los módulos usados. Los modelos fueron validados utilizando cuatro herramientas independientes para calcular el costo nivelado de la electricidad (LCOE), una métrica estándar para comparar la viabilidad económica de diferentes fuentes de electricidad.

En los tres tipos de instalación, encontraron que, dependiendo de las particularidades de las condiciones locales, la sustitución por nuevos módulos después de 10 a 15 años podría en muchos casos proporcionar ventajas económicas, manteniendo al mismo tiempo los numerosos beneficios ambientales y de reducción de las emisiones de la energía solar. El requisito básico para la competitividad en materia de costos es que toda nueva tecnología solar que se instale en los Estados Unidos comience con una eficiencia de los módulos de al menos el 20%, un costo no superior a 30 centavos por vatio y una vida útil de al menos 10 años, con la posibilidad de mejorar en los tres casos.

Jean señala que las tecnologías solares que se consideran estándar hoy en día, sobre todo las basadas en el silicio, pero también las variantes de película fina como el teluro de cadmio, “no eran muy estables en los primeros años”. La razón por la que hoy en día duran de 25 a 30 años es que se han desarrollado durante muchas décadas”. El nuevo análisis puede abrir ahora la puerta para que algunas de las nuevas tecnologías más prometedoras se desplieguen a una escala suficiente para acumular niveles similares de experiencia y mejora a lo largo del tiempo y para que tengan un impacto en el cambio climático antes de lo que podrían hacerlo sin la sustitución del módulo, dice.

“Esto podría permitirnos lanzar ideas que habrían muerto antes de tiempo” debido a la percepción de que una mayor longevidad era esencial, afirma Bulović. (Fuente: NCYT Amazings).

https://noticiasdelaciencia.com/art/38319/los-paneles-solares-de-corta-duracion-pueden-ser-economicamente-viables