¿Celdas solares made in Chile?
Publicado : 16 junio 2021
A días de inaugurarse el complejo termosolar y fotovoltaico «Cerro Dominador» el investigador de la Universidad Autónoma de Chile, Juan Matos hace un llamado a dejar de importar la tecnología asociada y comenzar a desarrollarla en el país, «tenemos los insumos necesarios, así como la capacidad técnica para generar materiales propios con actividad fotónica apropiada» argumenta.
Cerro Dominador, la primera termosolar de Latinoamérica, cuenta con 392.000 paneles para captar la energía solar. Involucra una inversión total de aproximadamente US$ 1.300 millones, parte de ese monto incluye la importación de los paneles solares, que en Chile hoy nadie los construye.
«No podemos ser dependientes tecnológicos, algo que nos enseñó la pandemia es que debemos dejar de importar tecnología y empezar a generarla en el país. Tenemos la materia prima necesaria, en abundancia, hay que darle valor agregado acá, porque adicionalmente, la instalación de plantas de producción de paneles solares, con materia prima chilena, generaría una enorme cantidad de empleos, directos e indirectos, lo que claramente contribuiría a la reactivación económica» analiza el profesor titular y académico senior del Instituto de Ciencias Químicas Aplicadas de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Chile.
Dentro del marco de la segunda etapa de un proyecto FONDEF sobre Celdas Solares de Capa Fina, en colaboración con la Dra. Po Shan Poon, de la Unidad de Desarrollo Tecnológico de la Universidad de Concepción, el investigador construyó y escaló a nivel de prototipo de 30 cm x 30 cm, celdas solares de capa fina a base de dióxido de titanio dopada con puntos cuánticos de carbono como agente dopante- producto obtenido de material reciclado, en este caso derivados de biomasa-, que tienen un rendimiento promedio de conversión de energía solar de hasta 22% en condiciones estándar de laboratorio, lo que la hace potencialmente escalable.
Aun cuando el análisis de costos no está terminado, se prevé que es posible alcanzar un coste de 1,2 a 1,4 US$/Watt de potencia generada para una celda de 1 m2 de dimensión. Este valor es importante porque para satisfacer la creciente demanda se necesitan alternativas de bajo costo, más eficientes y más eco-amigable que las células solares basadas en silicio (las más utilizadas en la actualidad). Están surgiendo nuevos materiales que, además, permiten pensar en usos domiciliarios como ventanas solares, que es la propuesta que estamos apuntando para un nuevo proyecto.
«En este sentido, nuestros prototipos tienen hasta un 20% de transparencia, permitiendo el paso de la luz. Se fabrican a partir de películas del semiconductor fotoactivo que se encuentra nanoestructurado en conjunto con los puntos cuánticos de carbono generando microesferas mesoporosas que permiten el paso de luz dentro de la misma promoviendo un aumento del llamado factor de eficiencia de la cosecha de luz (light harvesting efficiency) y al mismo tiempo, el control del contenido de carbono permite evitar el sobrecalentamiento de la celda» analiza el Dr. Juan Matos, y agrega «la idea a futuro, es que sea un dispositivo funcional para el domicilio, por ejemplo, que reemplace a una ventana convencional».
Producir un consumo energético propio ayuda a dotar a la vivienda de la electricidad que necesita. Sirve para recargar un teléfono celular o bien para prender las luces durante el día. «Para lograr la meta de un 20% de ERNC al año 2025 debemos pensar en cómo incorporamos progresivamente esta energía al consumo diario en la ciudadanía, principalmente en todo aquello que cada vez más se maneja a través de la red inalámbrica en su domicilio, que se denomina, el internet de las cosas (internet of things; IoT). Buena parte del futuro está en la tecnología solar que pueda alimentar los domicilios» analiza el investigador.
Con celdas de 30cm x 30cm ha logrado obtener 13 watts de potencia máxima medida en Coronel, en la región de BioBio, lo que podría aumentar considerablemente si se exponen en el sol de Atacama, pero se estima que con un prototipo de mayor tamaño se pueda alcanzar hasta 100 Watts de potencia si el flujo fotónico es del orden de 1 sol de irradiación (996 W/m2).
Un tema que ya se está discutiendo a nivel internacional: la fabricación, transporte y mínimo reciclaje de los paneles solares deja tras de sí un rastro contaminante. Solo los equipos que llegarán al final de su vida útil en nueve años supondrán ocho millones de toneladas de residuos. Esta cifra se multiplicará por 10 a mediados de siglo y supondrá más del 10% del total de basura electrónica mundial, según un estudio publicado en Nature energy.
Según un estudio de Argonne National Laboratory, la huella de carbono generada por los paneles producidos en China, principal exportador, es el doble que la que producen los fabricantes europeos. Pocos países, entre ellos Alemania, Francia o Japón, han incorporado políticas de reciclaje en los paneles solares.
La generación de electricidad mediante energía solar fotovoltaica requiere, además materiales valiosos, costosos de producir y tóxicos, lo que además quiere evitar el Dr. Matos con la formulación de estas celdas a base de desechos reciclados y elementos como el Titanio cuyo afectación sobre la salud es claramente mucho menor que la de otros elementos que componen las celdas solares de última generación.
Según un estudio publicado en Nature «incorporar materiales recuperables generaría un ahorro de 12.617 millones de euros y permitiría utilizarlos para producir 2.000 millones de nuevos módulos con capacidad para generar 630 GW».