Un equipo internacional de investigación formado por instituciones y empresas líderes en el sector de la energía solar fotovoltaica ha identificado las tendencias más importantes en I+D para lo que denomina la nueva era de la energía fotovoltaica multiteravatio.
Todos los miembros del grupo formaron parte del 4.º Taller Terawatt, uno de una serie de talleres internacionales de alto nivel sobre energía fotovoltaica dirigidos por el Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Fraunhofer ISE) de Alemania, el Laboratorio Nacional de las Rocosas del Departamento de Energía de los Estados Unidos y el Instituto de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST) de Japón.
En su nuevo artículo, «Historical and future learning for the new era of multi-terawatt photovoltaics», publicado recientemente en Nature Energy, el grupo prevé mejoras continuas en el precio, el rendimiento y la fiabilidad de la energía fotovoltaica, junto con una creciente atención al uso de los recursos, las emisiones y el reciclaje en los futuros diseños y la fabricación.
«La eficiencia de los módulos solares podría superar el 35 % gracias a las estructuras tándem en 2050», afirmó Andreas Bett, director del Fraunhofer ISE, en una entrevista con pv magazine. Añadió que la eficiencia de las células podría superar el 36 %, con menos pérdidas de célula a módulo que en la actualidad. «A finales de la primera mitad de este siglo, los precios de los módulos solares podrían reducirse a la mitad».
Bett afirmó que tanto una mayor eficiencia como unos costes más bajos serán fundamentales para la transición energética, pero considera que la eficiencia es el factor más importante. «Una mayor eficiencia significa que se necesitan menos materiales y menos terreno para las instalaciones fotovoltaicas, lo que mejora la sostenibilidad y reduce los costes generales del sistema», afirmó, y añadió que la vida útil de los módulos solares «sin duda» superará los 40 años.
Los investigadores destacaron que la industria fotovoltaica ha superado constantemente las previsiones anteriores en cuanto al coste, el rendimiento y la integración de los módulos. Se esperan innovaciones en las arquitecturas y la fabricación en tándem para tecnologías fotovoltaicas como el silicio cristalino (c-Si), el telururo de cadmio (CdTe) y el cobre, indio, galio y diseleniuro (CIGS), que podrían y deberían permitir la entrada de nuevos actores en el mercado, creando una cadena de suministro de células y módulos más diversificada a nivel mundial.
También explicaron que las nuevas tecnologías fotovoltaicas en tándem tendrán que definir claramente el rendimiento, garantizar una producción de energía predecible, detectar fallos tempranos y gestionar los riesgos de degradación desconocidos, siendo este último un reto también para los módulos de Si actuales y crítico para las tecnologías emergentes basadas en perovskita.
El estudio prevé que la capacidad mundial de fabricación de energía solar podría alcanzar unos 3 TW en 2050 y destaca que el aprendizaje impulsado por la sostenibilidad ya ha reducido los costes y será cada vez más vital para que la industria fotovoltaica asegure los recursos necesarios para su crecimiento futuro.
«Los temas de las futuras reuniones de la comunidad fotovoltaica, como el 4.º Taller Terawatt que ha servido de base para esta Perspectiva, pueden pasar a abordar las necesidades de los sistemas y los usuarios finales», concluyen los científicos. «Las inversiones, la fabricación y la adopción de hoy darán sus frutos mañana en forma de crecimiento económico, productividad, creación de empleo y reducción de la contaminación y la pobreza a nivel mundial».
El grupo de investigación incluía a científicos del Forschungszentrum Jülich GmbH de Alemania, el fabricante japonés de vidrio solar AGC Inc, la Universidad LUT de Finlandia, el Instituto Yangtze de Tecnología Solar de China, el especialista británico en energía solar de perovskita Oxford Photovoltaics Ltd, el fabricante chino de módulos Trina Solar, el Centro Solar KAUST de Arabia Saudí, la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST), la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Australia, el fabricante estadounidense de láminas finas First Solar, el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada de Japón (NEDO) y el fabricante de energía fotovoltaica con sede en Singapur Maxeon, entre otros.
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