Nubes bajo el sol

Frontera

Andasol 1-3 Air View

A quienes somos hijos de la E.G.B., volar sobre el sur de la península ibérica, o carretear -en vehículo a motor- por Salamanca o Extremadura, nos puede suponer el desmoronamiento de algunas lecciones sobre esos territorios aprendidas durante la educación escolar, y en cierto modo una decepción dado que no encontramos aquello con lo que esperábamos toparnos.

Así, mientras en el sur de Castilla-León y allí donde el Duero se hace extremo fronterizo con Portugal uno espera ver piaras de cerdos pata negra, campando a sus anchas entre los infinitos campos de encinas, y algunas reses bravas, lo que puede ocurrir en realidad es que después de varias decenas de kilómetros de autovía, lo único que haya conseguido divisar sean un sinnúmero de camiones cargados de productos derivados del gorrino que le pueden llevar a preguntarse de dónde sale la materia prima para llenar tanto remolque; y quizá, con suerte y en la distancia, algunos grupos pequeños de bovinos a la sombra de los rigores del calor de julio.

Precisamente el calor es otro de los mitos que acompaña a los paneles solares que han sustituido a los invernaderos en Andalucía. En realidad no los han sustituido, sino que los han coronado, pero desde arriba, con el resplandor, la primera vez que se ven, cuesta distinguirlos de los invernáculos de las plantas.

Resulta que el Sol no siempre es aliado de la energía fotovoltaica. A partir de ciertos grados, el calor no sólo no favorece, sino que reduce la eficacia de los paneles solares.

Rocío Mazón revisa una de las instalaciones experimentales que reproducía las condiciones de placas solares sobre un invernadero de Sevilla en los meses de verano.
Rocío Mazón revisa una de las instalaciones experimentales que reproducía las condiciones de placas solares sobre un invernadero de Sevilla en los meses de verano.

Eso es lo que ha demostrado Rocío Mazón en su tesis doctoral titulada “Estudio de la influencia de la refrigeración con aire de forma natural e inducida en el comportamiento de instalaciones fotovoltaicas”, con la que ha perseguido conocer cómo se comportan eléctricamente los paneles fotovoltaicos al alcanzar grandes temperaturas y ensayar además diversas formas de refrigeración para mejorar el rendimiento de los módulos solares, determinando la distancia óptima de separación entre los paneles y las cubiertas de los invernaderos para refrigerarse y mejorar su rendimiento.

La investigadora ha calculado que si se mantienen 6 centímetros de separación entre la cubierta y los paneles solares, se produce un efecto chimenea, que mueve el aire por convección natural, y reduce entre 5 y 6 grados la temperatura del panel aumentando el rendimiento del módulo solar entre un 0,6 y un 1,5%. Si en lugar de usar la ventilación natural, se induce el flujo de aire a partir de la ventilación ya existente, la mejora en el rendimiento puede alcanzar el 5%.

Con todo, la palabra que en los próximos años se va a asociar con más claridad a los paneles solares probablemente será “perovskita, un nuevo material fotovoltaico que tiene una estructura similar a la de un óxido de titanio y calcio, considerada como una de las alternativas más eficaces, por coste de producción y rendimiento, para la energía solar.

Espejos parabólicos de la planta Andasol 3 en Granada. Foto:Langrock / Solar Millennium.
Espejos parabólicos de la planta Andasol 3 en Granada. Foto:Langrock / Solar Millennium.

Un nuevo dispositivo fotovoltaico basado en la perovskita, desarrollado por las universidades de Córdoba y Valencia, es más fino que una hoja de papel, lo que permite que la fabricación de sus componentes se realice como si fuera un producto de imprenta y a baja temperatura. Además, pueden incorporarse a sustratos plásticos de apariencia semitransparente que, en cristales o como elementos decorativos de ventanas, al mismo tiempo que frenan la entrada de los rayos solares, generan electricidad.

Su principal inconveniente, sin embargo, es la presencia de plomo en su composición, por lo que los científicos están barajando sustituirlo por otros elementos químicos que permitan conservar los ratios de eficiencia de conversión.

Precisamente otra de las combinaciones posibles es la suma de perovskita y otro elemento de moda por sus propiedades y versatilidad, el grafeno. Investigadores de la Universidad de Oxford y del grupo de Dispositivos Fotovoltaicos y Optoelectrónicos (DFO) de la Universidad Jaume I de Castellón, han creado y caracterizado un dispositivo fotovoltaico basado en una combinación de óxido de titanio y grafeno como colector de carga, y perovskita como sustancia que absorbe la luz solar, fabricado con capas procesadas a menos de 150ºC y que también puede acoplarse a dispositivos flexibles plásticos.

Entre las aplicaciones posibles de la nueva célula solar estarían las baterías de litio de altas prestaciones o la electrónica y supera a las prestaciones de la combinación de grafeno con silicio, el material fotovoltaico por antonomasia.

Investigaciones, todas o en parte, desarrolladas en un estado que paradójicamente acumula una decena de solicitudes de arbitraje en organismos internacionales, en las que según El País, España se juega cientos de millones de euros en reclamaciones por los recortes a las primas a las renovables aprobados por los Gobiernos de José Luis Rodríguez Zapatero y Mariano Rajoy, que han supuesto pérdidas millonarias a las empresas que apostaron en su día por financiar estas instalaciones.

Referencias:

Roldán-Carmona, C. et al. “Flexible high efficiency perovskite solar cells”, Energy Environ. Sci., 2014,7, 994-997.DOI: 10.1039/C3EE43619E.

Roldán-Carmona, C. “High efficiency single-junction semitransparent perovskite solar cells”. Energy Environ. Sci., 2014, 7, 2968-2973. DOI: 10.1039/C4EE01389A.

Malinkiewicz, O. “Metal-Oxide-Free Methylammonium Lead Iodide Perovskite-Based Solar Cells: the Influence of Organic Charge Transport Layers”. Advanced Energy Materials, 4, 2014 DOI: 10.1002/aenm.201400345.

Momblona, C. et al. “Efficient methylammonium lead iodide perovskite solar cells with active layers from 300 to 900 nm”.APL MATERIALS (2014). doi.org/10.1063/1.4890056.

Tse-Wei Wang, J. et al. “Low-temperature processed electron collection layers of Graphene/TiO2 nanocomposites in thin film perovskite solar cells”.Nano Lett., 2014, 14 (2), pp 724–730. Doi: 10.1021/nl403997a.

Sobre el autor: Este artículo ha sido realizado por el periodista Javier San Martín, (@SanMartinFJ) (@ACTIVATUNEURONA) y es una colaboración de Activa Tu Neurona con el Cuaderno de Cultura Científica.

1 comentario

  • Avatar de Teresa Valdés-Solís (@tvaldessolis)

    Hola, es una investigación muy interesante, pero en la redacción del artículo no queda demasiado claro debido a la utilización incorrecta del término perovskita. Este término sirve para denominar dos cosas diferentes, un óxido mixto de titanio y calcio de estructura CaTiO3 y una familia materiales que tienen una estructura similar generalmente óxidos de diferentes metales con estructura ABO3 (donde A y B son cationes de distinto tamaño) En los trabajos referenciados ni siquiera se trata de un óxido que es lo habitual, si no de un yoduro que tiene la misma estructura ABI3, en el que A es un compuesto orgánico y B es plomo, hablar de perovskitas en general en este resumen no tiene ningún sentido.

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