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Récord de eficiencia para un módulo de concentración fotovoltaica: 41,4%

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Nunca antes, ni de lejos, se había conseguido tal eficiencia en un módulo a la hora de convertir la luz solar en electricidad. El hito es del proyecto europeo CPVMatch, que ha logrado ese 41,4% gracias a unas células solares de múltiple unión y una interacción perfecta entre las células y la óptica del módulo. En todo caso, estamos hablando de un módulo, porque el propio Fraunhofer ISE ha dado a conocer mayores eficiencias para este tipo de células.
Récord de eficiencia para un módulo de concentración fotovoltaica: 41,4%
© Fraunhofer ISE / Alexander Wekkeli

En CPVMatch participa un consorcio de instituciones de investigación y empresas que han demostrado cómo optimizar ambos aspectos y, por lo tanto, explotar mejor el potencial de esta tecnología. Esa eficiencia del módulo del 41,4% es el valor más alto jamás medido para un módulo fotovoltaico. Los sistemas de alta concentración fotovoltaica (HCPV) ofrecen electricidad renovable con la mayor eficiencia de conversión y un bajo uso de recursos, especialmente en regiones con alta radiación directa.

Esta tecnología utiliza células solares de múltiple unión, basadas en semiconductores compuestos III-V. Las células se conforman apilando varias subceldas delgadas unas sobre otras para convertir la radiación solar de manera más eficiente. Las lentes ópticas concentran la luz solar sobre las células, que tienen un tamaño minúsculo. De ahí que sea preciso contar con un sistema de seguimiento de dos ejes que sigue la trayectoria del sol de forma precisa durante el día.

El objetivo principal del proyecto CPVMatch fue la implementación industrial de estos sistemas fotovoltaicos de concentración y, por lo tanto, la reducción de la brecha existente entre los resultados de investigación y la producción comercial. CPVMatch está coordinado por el Instituto Fraunhofer de Energía Solar (ISE), y en él han colaborado durante tres años y medio centros de investigación y socios de la industria de Alemania, Italia, España y Francia.

“En CPVMatch hemos abordado todos los pasos de la producción de módulos fotovoltaicos de concentración, desde los materiales y la producción de las células, hasta los desafíos de la fabricación de los módulos”, señala Gerald Siefer, jefe del proyecto y líder del grupo de Caracterización de Células y Módulos III-V en el Fraunhofer ISE.

Los socios del proyecto han logrado dos resultados principales. Al utilizar arquitecturas celulares innovadoras para células solares de unión múltiple con nuevos materiales, procesos y equipos de manufactura, los investigadores han podido optimizar la producción de células de cuatro conexiones. Además, han sido capaces de mejorar el diseño de los módulos de alta concentración, principalmente modificando la óptica y haciendo uso de lentes acromáticas. La combinación de cuatro células solares de unión con lentes acromáticas ha permitido alcanzar ese registro de 41,4% para un módulo de 122 cm².

“Estamos sumamente satisfechos con estos resultados que allanan el camino para mayores aumentos de eficiencia en la tecnología de concentradores fotovoltaicos, dice Andreas Bett, director del Fraunhofer ISE. “La energía fotovoltaica está en auge en todo el mundo, y vemos un gran potencial para esta tecnología particularmente eficiente. Disminuye significativamente el uso de recursos en proporción al área de conversión de la energía y, por lo tanto, contribuye a una mayor sostenibilidad.

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Carlos Olmos
Si se necesitan dos ejes y sistema de seguimiento del sol, me temo que esta tecnología es sólo rentable en huertos solares. Para autoconsumo no creo que valga la pena semejante desembolso.