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19 junio 2020

Cuatro tecnologías que prometen revolucionar la energía solar fotovoltaica

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El 21 de junio es el solsticio de invierno: el día más largo del año, un acontecimiento solar que sirve para conmemorar una fecha que en muchas tradiciones se dedica al sol y a las energías renovables. Según el Instituto de Agricultura de la Universidad de Tennessee, si la energía de la luz del sol que golpea la superficie terrestre de Texas se pudiera convertir en electricidad, se generaría una cantidad de energía de 300 veces la producción total de energía de todas las centrales del mundo. 

Según cifras de la ONU, se espera que para 2040 la participación de las energías renovables en la generación de electricidad pase del 25% actual a más de un 40%. De todas las fuentes de energía renovable, la energía solar fotovoltaica es la de mayor potencial productivo, según las estimaciones de un estudio publicado en la revista International Journal of Sustainable Energy Planning and Management, que estima el potencial técnico anual de generación eléctrica de la energía solar actual en 613 PWh por año (613.000 billones de vatios).

La luz solar tiene, con mucho, el mayor potencial teórico de las fuentes de energía renovables de la Tierra según la Agencia Internacional de la Energía Renovable (IRENA)

Aprovechar este potencial energético es fundamental para cumplir con los objetivos de reducción de la cuota de emisiones de CO₂ derivadas de la producción energética marcados en el Acuerdo de París (deben reducirse en aproximadamente un 3,5% anual hasta 2050). Según un informe de 2019 publicado por IRENA, la Agencia Internacional de la Energía Renovable, la energía solar fotovoltaica tendría el potencial de abastecer el 25% de la demanda total de electricidad para mediados de siglo: 10 veces más del abastecimiento que era capaz de producir en 2016. Los avances tecnológicos de las últimas décadas explican, sin duda, este espectacular aumento de la productividad de la energía solar fotovoltaica pero, ¿cuáles son las promesas tecnológicas que permitirán que se consolide como la renovable por excelencia? 

Nuevos sistemas de células solares en tándem

Las células solares en tándem funcionan en cascada. Colocadas una sobre la otra, cada una convierte una banda específica de la luz solar en energía eléctrica, evitando así que se desaproveche la energía, pues la restante pasa siempre a la célula siguiente. Según recoge un análisis de IRENA, existen distintas tecnologías fotovoltaicas emergentes en función de los materiales que utilizan, o los tipos de conexión. Además, este planteamiento se ha utilizado para fabricar las células solares más eficientes del mundo, que pueden convertir hasta el 46% de la luz solar en electricidad. 

Paneles fotovoltaicos flotantes

El sol y el mar parecen haber encontrado la simbiosis energética perfecta en los sistemas fotovoltaicos flotantes. Según un informe del Banco Mundial y el Instituto de Investigación de Energía Solar de Singapur, a finales de 2018, la capacidad instalada acumulada global de la fotovoltaica flotante era de 1,1 GW, 100 veces más que tan solo cuatro años antes. En palabras de Riccardo Puliti, Director de Energía del Banco Mundial, “la tecnología solar flotante tiene enormes ventajas para los países donde la tierra es escasa o las redes eléctricas son débiles”. Además, su ubicación en el mar permite destinar la superficie terrestre a la producción de otros recursos y acercar estas centrales solares a áreas urbanas con alta densidad de población pero cerca de zonas costeras. 

Fuente: Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS).

Árboles solares

El funcionamiento de los árboles solares se inspira en sus homólogos naturales, ya que disponen de paneles solares en forma de hoja conectados a través de ramas metálicas que usan la luz solar para generar energía. Estas estructuras que emulan la forma natural de un árbol, son más ergonómicas que los paneles solares horizontales y ocupan casi 100 veces menos espacio para producir la misma cantidad de electricidad, según cifras del análisis de IRENA. Además, la sombra que proyectan permite mitigar el calor, especialmente en espacios urbanos donde además de producir energía, estas estructuras pueden utilizarse para iluminar las calles, facilitar la conexión WIFI o cargar dispositivos móviles, tal y como recoge la propuesta de la empresa israelí Sologic, que ya ha instalado un primer ejemplar de árbol solar en Francia.

Árbol solar situado en la ciudad de Ramat Gan (Israel). Fuente: Wikimedia

Agrofotovoltaica: agricultura a la sombra de los paneles solares

Una de las soluciones para mitigar el espacio que ocupan las plantas de paneles solares es combinar la producción de energía fotovoltaica con la agricultura. Según explica un artículo de la revista Nature, los sistemas agrovoltaicos de doble uso suponen una gran oportunidad para el futuro de la sostenibilidad energética. La demanda mundial de energía se vería compensada por la producción solar, incluso si menos del 1% de las tierras de cultivo se convirtieran en un sistema agrovoltaico, según la citada investigación. La clave está en cultivar bajo los paneles solares, pues los investigadores han confirmado los beneficios de  aprovechar la sombra que producen para el rendimiento de los cultivos y su consumo de agua. 

Según IRENA, los costes de la producción de energía renovable disminuyen con celeridad, una tendencia que se consolidó también a lo largo de 2018. Por ejemplo, la caída en el coste global medio de la electricidad producida mediante energía solar fotovoltaica entre 2010 y 2018 fue de un 77%. Una tecnología solar accesible permitiría transformar el sistema energético mundial, lo que implica beneficios socioeconómicos significativos y la democratización del acceso a la energía eléctrica.

Dory Gascueña para OpenMind

 

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