Viajando por el norte de Europa es como mejor uno se da cuenta de la rentabilidad actual de la energía solar. En lugares como Escocia donde la gente se sorprende cuando sale el sol, podemos ver con cierta frecuencia generadores fotovoltaicos. Los paneles realmente producen energía todos los días del año, aunque en esas regiones la producción habitual no será superior al 10-25 % a la que podrían obtener un día soleado. Lo cierto es que cuando no se requiere mucha potencia podemos obtener amperios y amperios de forma gratuita durante todos los días del año, y esa es la gran ventaja de la energía solar, que una vez has instalado los paneles te olvidas de todo lo demás, es sin duda el medio de generación que menos mantenimiento requiere.
Aprovechando datos de un nuevo estudio del "Oráculo del mercado" vamos a hacer un repaso de las inversiones en energía solar que se están llevando a cabo en el mundo. Y no es para menos, el sol es un gigantesco reactor nuclear de fusión que cada día deja caer más energía de la demandada en todo el mundo en un año entero. El mundo está hambriento de energía solar, y el motivo no es otro que las generosas ayudas gubernamentales que vienen implantándose cada vez en más países. Los gobiernos se han dado cuenta de que el panorama puede oscurecerse bastante si el petróleo sigue con el precio actual, y por eso se está fomentando la inversión privada bajo esquemas de generación distribuida. La demanda global de energía solar fotovoltaica alcanzó los 3073 megavatios en 2007, experimentando un crecimiento del 54% respecto al año anterior.
Pero la energía solar, y sus inversiones asociadas, está aún en su infancia – y hasta ahora no se ha hecho más que explorar las posibilidades de lo que se puede hacer para captar y aprovechar la energía solar. Pero lo cierto es que el "gustillo" por las inversiones en energía solar mueve ahora mucho dinero, y ello ha provocado un boom sin precedentes de investigación de las aplicaciones de la tecnología solar en todas sus posibilidades. En este artículo vamos a explorar con cierto detalle las tecnologías solares actuales y emergentes, pero vamos a hacerlo desde el punto de vista del "negocio" que puede ir generándose en el futuro. Repasemos cómo está cada tecnología de generación y su posible evolución en el futuro.
Primera generación de energía solar: Esta tecnología consiste en la fabricación de paneles utilizando las células solares de silicio (más descriptivamente, poli-silicio) con las que estamos familiarizados. Aproximadamente el 90 % de los paneles Actualmente usan silicio purificado, refinado como materia prima. Actualmente tienen alta calidad y pocos defectos, pero son caras. Su coste es aproximadamente 1 $ por vatio, aunque en el mercado minorista alcanza precios mucho más altos.
Segunda generación de energía solar: Esta tecnología implica la fabricación de bajo coste. Estas células solares pueden hacer disminuir los costes a niveles tan bajos como los 50 céntimos de dólar por vatio. El problema de esta tecnología es que es menos eficiente que la de primera generación y puede tener defectos. Sobra ambos problemas se está trabajando intensamente.
Tercera generación solar: Se comercializará muy pronto, y usa tecnologías avanzadas para hacer enlazar la eficiencia y calidad de la primera generación con el bajo coste de la segunda generación. Repasemos algunas de estas nuevas tecnologías. Repasemos a continuación algunas de las tecnologías que están en camino:
- Tejas con panel solar integrado: La idea es sencilla, y persigue evitar las objeciones a colocar paneles sobre los tejados por motivos estéticos. Se persigue construir tejas en distintas tipologías que van mezcladas con tejas convencionales. Las tejas se conectan durante su instalación. Los fabricantes de este tipo de tejas son General Electric, Sunpower y Premier Power.
- Paneles solares fotovoltaicos de film: Esta tecnología elimina el vidrio de los paneles así como los soportes convencionales. El film fotovoltaico va pegado a cualquier superficie metálica, por lo que se adapta a diferentes tipologías de tejados. El coste de estos paneles es la mitad o menos del coste de los paneles fotovoltaicos. En la fabricación de esta tecnología se incluye cobre, indio, galio, selenio y zinc, lo cual hace presagiar un aumento de la demanda de estos metales. U.S. National Renewable Energy Laboratory (NREL) ha creado un film solar cuyas características, especialmente una eficiencia del 19,9 %, le hacen estar muy próximo a poder competir con los paneles solares convencionales. El film solar está ya siendo utilizado por las compañías generadoras de electricidad y también en la industria. En Europa ya es posible adquirir film solar, pero en Estados Unidos esta tecnología no estará disponible hasta 2009. Se espera que el film solar haga caer el precio de la energía solar drásticamente, alcanzando los 50 centímos. Una de las marcas que trabaja con esta tecnología es First Solar (FLSR).
- Ventanas solares super eficientes. Los investigadores del MIT están trabajando en paneles de vidrio especiales para ventanas que se combinan con células solares. Los paneles concentran la luz 40 veces la luz del sol standard antes de dirigirlo hacia la célula. Esta tecnología es mucho más eficiente que los paneles convencionales, capturando aproximadamente el 50 % de la energía del sol. Y lo mejor de esta tecnología es su simplicidad, por lo cual los inventores esperan que en los próximos tres años pueda disponerse de esta tecnología a bajo coste. Otra de las aplicaciones de esta tecnología es añadirla a paneles existentes a muy bajo coste pero consiguiendo un incremento en la eficiencia del 50 %. Esta es la gran ventaja de esta tecnología, que puede utilizarse para actualizar tecnologías más obsoletas y aumentar el rendimiento de la instalación.
- Láminas de energía nanosolar: Los investigadores del New Jersey Institute of Technology (NJIT) han desarrollado células solares que tienen un fino revestimiento de pintura que convierte la luz en electricidad. Estos nanogeneradores pueden pintarse o imprimirse en láminas de plástico flexible. La meta que se persigue actualmente es conseguir que la tecnología sea lo suficientemente barata como para que los consumidores puedan pegar en las paredes y tejados. Pero la carrear por dominar esta tecnología va a ser intensa, además de los investigadores norteamericanos, los japoneses compiten frenéticamente por dominarla cuanto antes.
- Células orgánicas: Normalmente se piensa que los polímeros son materiales aislantes de la electricidad, pero un equipo de investigación capitaneado por un premio Nobel está desarrollando células solares mucho más baratas basándose en plásticos de bajo coste. Los trabajos para conseguir poner a punto esta tecnología aún no se han culminado totalmente, puesto que las células orgánicas se degradan al quedar expuestas a la luz ultravioleta, y su vida útil reducida impide que sean viables. Pero ya que se consigue producir energía de esta forma, si se logra solucionar la degradación ante la luz ultravioleta, esta tecnología puede hacer que los paneles sean tan baratos como simples bolsas de plástico.
- Cortinas solares. Un investigador del MIT ha creado tejidos solares que pueden utilizarse como cortinas. Fabricadas con material semiconductor, absorben la luz del sol y la convierten en electricidad.
- Células solares orgánicas en tándem: En la Universidad Santa Bárbara de California se trabaja sobre un método alternativo para producir energía solar, la tecnología ha sido denominada en "células multicapas". La colocación de células solares en capas tiene una ventaja adicional, y es que puede obtener energía en un rango del espectro de radiación solar más amplio. De esta forma, las células en tándem producen energía que es equivalente a dos células solares ordinarias. Otra ventaja adicional es que estas células solares pueden resultar baratas. Las previsiones indican que esta tecnología puede empezar a comercializarse en unos tres años.
- Plantas de energía solar: Las plantas de energía solar están destinadas a producir energía para verterla en la red y suministrar fluido eléctrico a ciudades e industrias. España es líder mundial en esta actividad, aunque las cosas pueden cambiar ante la inminente variación en la política de incentivos. Ante estos cambios parece previsible un recorte drástico en la construcción de nuevas plantas y un crecimiento en las aplicaciones alternativas, especialmente en edificios, tanto de uso residencial como industrial. Las plantas que hasta ahora se están construyendo en España (varias decenas) utilizan tres tecnologías: paneles fotovoltaicos sobre soportes estáticos, paneles fotovoltaicos sobre seguidores solares y energía solar de concentración. La primera es una tecnología poco eficiente, y más teniendo en cuenta que en estos parques es necesario transformar el voltaje a corriente alterna en tensiones elevadas. La tecnología de seguimiento solar y la de concentración aumentan la eficiencia de forma significativa. El seguimiento solar puede ser adecuado para pequeños parques mientras que la concentración solar queda relegada a grandes inversiones. Por ejemplo, una planta térmica solar se ha construido cerca de Sevilla y consiste en una torre de potencia de la altura de un edificio de 40 plantas rodeada de espejos llamados heliostatos. Los espejos calientan el agua en la torre, de manera que la energía solar convierte agua en vapor. De esta forma se obtiene vapor para impulsar turbinas que generan 11 megavatios de electricidad – suficiente para dar energía a 6000 viviendas.
- Almacenamiento de energía solar mejorado: El problema de la energía solar es que ya que no está disponible de noche es necesario disponer de baterías, cuyo coste es elevado y su vida útil corta. Una solución a este problema es el almacenamiento en sal fundida, una mezcla de nitrato sódico y potásico. En la sal fundida, el calor se almacena con una eficiencia del 98 %, y puede utilizarse en cualquier momento para hacer mover una turbina y crear electricidad. Una compañía llamada SolarReserve está investigando con fuerza en esta área, y ya tiene el apoyo de United Technologies. Otra solución viene de la mano de investigadores del MIT, que investigan un proceso económico y de alta eficiencia para almacenar energía solar. Estos investigadores se han inspirado en la fotosíntesis y han desarrollado un proceso para descomponer agua en hidrógeno y oxígeno.
Como hemos visto, son muchas las tecnologías que se están desarrollando actualmente dirigidas al usuario final de la electricidad, por lo que estimamos este campo tendrá en un futuro próximo bastante más demanda que en la actualidad. La energía solar está entrando en una nueva fase de innovación, y hay que estar atentos a las inversiones que podrán surgir.
Bibliografía: Investing in Solar Power Energy Technology. Market Oracle August 2008.
Palabras clave: Super-efficient solar Windows, nanosolar power sheets, thin-film photovoltaic, solar panel roof tiles, polymer cells, solar curtains, tandem organic solar cells, tandem organic solar cells, multilayered cells, Concentrating Solar Power (CSP), molten salt storage.
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