Reducción de la concentración fotovoltaica

Científicos de la Universidad Politécnica de Madrid han desarrollado una tecnología de células fotovoltaicas de concentración (CPV, por sus siglas en inglés) miniaturizadas que promete menores costes de producción y un ensamblaje mucho más barato de los módulos CPV.

“La microconcentración fotovoltaica (micro-CPV) es una evolución de la tecnología CPV convencional”, explica a pv magazine Norman Jost, autor principal de la investigación. “El principal objetivo de nuestro trabajo era la reducción del tamaño de la pareja de célula solar y lente concentradora, lo que permite obtener abundantes ventajas, como menores pérdidas de transmisión, mejor distribución de corrientes y temperaturas, y un módulo global más compacto que se asemeja al tamaño de los módulos de silicio estándar”.

Jost reconoció que la tecnología CPV no alcanzará probablemente los bajos precios de la fotovoltaica de silicio, pero también dijo que la CPV tiene algunas aplicaciones interesantes. “La más convencional es el despliegue en lugares donde el espacio disponible es limitado y se necesita una gran potencia”, explicó. “Como estos sistemas hacen un seguimiento activo del sol, podrían considerarse para algunos casos de transporte, como los barcos”.

El científico explicó que su trabajo sobre micro-CPV es una revisión que recoge todo lo que se ha hecho en este campo hasta la fecha. “Podría servir de guía para cualquiera que quiera empezar a investigar en este campo o para cualquier empresa que esté interesada en desarrollar un producto”, explicó además Jost.

En el estudio “Integrated Micro-Scale Concentrating Photovoltaics: A Scalable Path Toward High-Efficiency, Low-Cost Solar Power” (Energía fotovoltaica de concentración integrada a microescala: un camino escalable hacia una energía solar de alta eficiencia y bajo costo), publicado en Solar RRL, los investigadores explican que la tecnología CPV lleva años atrapada en el dilema del huevo y la gallina, ya que los desarrolladores no consiguen reducir los elevados costes ni alcanzar las eficiencias prometidas.

“La falta de un despliegue comercial suficiente ha impedido beneficiarse de la reducción de costes asociada a la curva de aprendizaje de la tecnología, mientras que la falta de competitividad en comparación con la fotovoltaica convencional ha impedido el desarrollo a gran escala de la tecnología en el mercado”, explicó el grupo.

Para resolver en parte estos problemas financieros y técnicos, los académicos afirman que los fundamentos de la tecnología CPV pueden mejorarse miniaturizando tanto las células CPV como los componentes ópticos, y adoptando un esquema de ensamblaje de módulos CPV más parecido al de la industria fotovoltaica.

La revisión informa sobre todos los intentos anteriores de construir microcélulas CPV e incluye también los avances industriales y científicos más recientes. Presenta innovaciones como las lentes de matriz de vidrio moldeado, la interconexión paralela de células solares con serigrafía, las lentes fabricadas mediante el método roll-to-plate y roll-to-roll con resinas curables por UV.

“Esta revisión examina el estado actual de la tecnología, cubriendo los avances en el desarrollo de microcélulas solares, las soluciones de ensamblaje de células solares, la interconexión funcional de las microcélulas solares, los novedosos diseños ópticos y de fabricación, la integración de micro-CPV híbrida/fotovoltaica de silicio, y el seguimiento interno dentro de un módulo compacto y plano”, subraya el equipo de investigación.

Según Jost, la reducción del tamaño de la CPV puede reportar ventajas como un trayecto óptico corto, una mejor gestión térmica, menores pérdidas resistivas, un peso reducido y un factor de forma del módulo compacto similar al de la fotovoltaica de silicio. “Otras características son el seguimiento interno y la CPV híbrida/silicio-PV”.