El silicio de grado solar, utilizado habitualmente en la industria fotovoltaica, se obtiene mediante un proceso de purificación altamente exigente que incrementa su coste. En cambio, el silicio de grado metalúrgico mejorado proviene de un proceso de refinamiento menos costoso que lo sitúa en un nivel intermedio de pureza, lo que reduce el precio de fabricación y pero no afecta significativamente la eficiencia de las células solares.
Esas son las conclusiones del ingeniero Moisés Roberto Guerra Menjívar, profesor de la Universidad Don Bosco de El Salvador, que ha evaluado en su tesis doctoral, defendida en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), el comportamiento energético en condiciones reales de funcionamiento de las principales tecnologías fotovoltaicas y concluye que “el silicio de grado metalúrgico mejorado ofrece un rendimiento similar al material usado ahora en los en los paneles solares tradicionales”.
El investigador afirma que, aunque las células solares de alta eficiencia permiten aumentar la productividad de las instalaciones en comparación con las tradicionales células de silicio policristalino y han permitido, además, lanzar al mercado módulos bifaciales, “que permiten captar la luz solar por ambos lados y mejorar la producción energética sin aumentar considerablemente los costes de producción”, dado el poco tiempo que estas tecnologías llevan en el mercado, “todavía existen muchos interrogantes sobre su desempeño real en condiciones reales de operación a largo plazo” —prosigue el investigador—. “Muchas de las publicaciones que existen hoy en día sobre su comportamiento energético son proyecciones que derivan de pruebas en laboratorio o de cálculos teóricos, pero muy pocas de datos reales en campo”.
Por ello, el investigador se propuso como objetivo principal de su tesis doctoral evaluar “el comportamiento energético, en condiciones reales de operación, de distintas tecnologías fotovoltaicas”.
“Quería comprobar si las expectativas generadas sobre dichas tecnologías, tanto por fabricantes como por los estudios disponibles, se corresponden con la realidad observada en las instalaciones comerciales”, apunta. Para ello, comparó estas tecnologías, con “los tradicionales módulos de silicio policristalino Al-BSF, que durante muchos años ha dominado el mercado fotovoltaico”. El análisis se realizó en dos ubicaciones con climas muy distintos: un entorno mediterráneo en España y un área desértica en Chile.
“Los resultados en campo de esta investigación han permitido obtener una comprensión más clara del comportamiento real que presentan estas tecnologías fotovoltaicas en instalaciones comerciales”, añade el autor de la tesis. Así, en cuanto a las tecnologías de capas delgadas, “aunque el comportamiento en campo de algunas de ellas se asemeja al de la tecnología del silicio cristalino, todavía siguen demostrando que, en este aspecto, no presentan ventajas significativas sobre esta última”, asegura.
Finalmente, en lo que se refiere a los módulos bifaciales, “se ha encontrado que el incremento de producción que se puede obtener con esta tecnología en entornos desérticos es algo inferior a lo que se recoge en las últimas investigaciones”. “Por ello, aunque es evidente que esta tecnología permite obtener una mayor producción que los tradicionales módulos monofaciales, hay que tener cuidado con las expectativas generadas al respecto”, advierte. En ese sentido, un equipo de investigación del instituto alemán Fraunhofer ISE ha concluido recientemente que la potencia de los módulos solares suele indicarse por encima de su valor real.
En 2021, científicos en España afirmaron haber demostrado que las células solares fabricadas con silicio de grado metalúrgico mejorado (UMG-Si), un tipo de silicio de grado solar producido mediante procesos metalúrgicos, muestran la misma tasa de degradación que el polisilicio de grado solar convencional. En un estudio previo de producción en masa realizado en líneas de producción de células y módulos solares comerciales, se alcanzó hasta un 20,76% de eficiencia de la célula solar con células multicristalinas fabricadas al 100% con silicio UMG. En el marco del proyecto Cheer-Up, Aurinka y científicos de España y Turquía proyectaron una célula solar de UMG con un 22% de eficiencia.
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