Escrito por Un estudio realizado por investigadores del MIT con sede en EE. UU. Ha revelado que elegir la mejor celda solar para una ubicación o uso determinado no es tan simple como podría ser.
Sus conclusiones al evaluar las mejores opciones para una ubicación y tipo de instalación determinados fueron:
Las mejores opciones de paneles solares
Para escala doméstica sistemas de techo en lugares relativamente secos, los paneles más eficientes pero más costosos serían mejores.
Para instalaciones a escala de red o para aquellos en climas más húmedos, los paneles establecidos, menos eficientes pero más baratos, son mejores.
Si bien los costos de las células solares se han reducido significativamente, los costos de instalación se han mantenido estáticos, por lo que los beneficios y los inconvenientes se han vuelto más complicados.
Sin embargo, el estudio señala una forma clara de estimar la mejor tecnología para un proyecto.
La investigación
Los hallazgos, reportados en el Revista Nature Energy, fueron delineados en un documento por la estudiante graduada del MIT Sarah Sofia, el profesor asociado de ingeniería mecánica Tonio Buonassisi, el científico investigador I. Marius Peters, y otros tres en el MIT y en First Solar y Siva Power, compañías solares en California.
El estudio comparó dos células solares, una célula fotovoltaica de un solo tipo y diseños avanzados que combinan células en tándem para capturar más energía de la luz solar.
Para las celdas en tándem, los investigadores compararon diferentes variedades: aquellas en las que cada una de las dos celdas están conectadas en serie, llamadas celdas en tándem de dos uniones, y aquellas en las que cada celda está cableada por separado, llamadas celdas en tándem de cuatro uniones.
En lugar de solo mirar la cantidad de energía que cada tipo puede entregar, el equipo analizó todos los costos operativos y de instalación asociados a lo largo del tiempo, para producir una medición llamada costo nivelado de la electricidad (LCOE), una medida que incorpora todos los costos e ingresos. durante la vida útil del sistema.
“Las celdas estándar de unión simple tienen un límite máximo de eficiencia de alrededor del 30 por ciento”, explica Sofia, mientras que “las celdas en tándem, que usan dos materiales, pueden tener una eficiencia mucho mayor, por encima del 40 por ciento”.
Pero mientras que una mayor eficiencia es obviamente una ventaja en principio, “cuando haces un tándem, básicamente tienes dos células solares en lugar de una, por lo que es más costoso de fabricar. Entonces, queríamos ver si valía la pena ”, dice.
El equipo analizó tres tipos de ambiente: árido (Arizona), templado (Dakota del Sur) y húmedo (Florida), porque la cantidad de vapor de agua en el aire puede afectar la cantidad de luz solar que llega a la célula solar.
En cada una de estas ubicaciones, compararon los dos tipos estándar de células solares de unión única (telururo de cadmio, o CdTe, y seleniuro de cobre-indio-galio o CIGS) con dos tipos diferentes de células en tándem, de dos uniones o de cuatro. -unión.
Así, se estudiaron un total de cuatro tecnologías diferentes en cada entorno. Además, estudiaron cómo se vería afectado el LCOE general de las instalaciones dependiendo de si los precios generales de la energía se mantienen constantes o disminuyen con el tiempo, como esperan muchos analistas.
“Para los sistemas residenciales, mostramos que el sistema tándem de cuatro terminales [the most efficient solar cell available] fue la mejor opción, independientemente de la ubicación ”, dice Sofia.
Pero para las instalaciones a gran escala, la celda con los costos de producción más bajos es la mejor oferta, encontraron los investigadores.
Los nuevos hallazgos podrían ser significativos para quienes planean nuevas instalaciones solares, dice Sofia. “Para mí, demostrar que una celda en tándem de cuatro terminales tenía una clara oportunidad de tener éxito no era obvio. Realmente muestra la importancia de tener un alto rendimiento energético en un sistema residencial ”.
El estudio podría ayudar a orientar las prioridades de investigación en tecnología solar, dice Sofia. “Ha habido mucho trabajo en este campo, sin preguntar esto primero [whether the economics would actually make sense]. Deberíamos hacer la pregunta antes de hacer todo el trabajo. Espero que esto pueda servir como una guía sobre dónde deben enfocarse los esfuerzos de investigación ”, dice.
“El documento abre nuevos caminos porque cuantifica con precisión el costo de la energía solar para diferentes tecnologías de paneles solares, en diferentes zonas climáticas y para diferentes escalas de aplicación”, dice Raffi Garabedian, director de tecnología de First Solar, que no participó. en esta investigación.
