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Cambio Climático

Ventanas tintadas que generan electricidad

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Una empresa alemana usa los mismos materiales y procesos de fabricación de las pantallas OLED para crear un nuevo tipo de panel solar.

  • por Kevin Bullis | traducido por Francisco Reyes (Opinno)
  • 18 Abril, 2012

Una start-up en Alemania ha desarrollado un nuevo tipo de panel solar hecho de pequeñas moléculas orgánicas depositadas en películas de poliéster. La tecnología es similar a la utilizada para las pantallas OLED en teléfonos y televisores de pantalla plana. Los paneles son flexibles y mucho más ligeros que los paneles solares convencionales, aunque en algunos lugares, especialmente en entornos calurosos o nublados, pueden generar la misma cantidad de electricidad que un panel solar convencional.

Heliatek, con sede en Dresde, está financiada por Bosch, BASF y otras entidades, y ha recaudado 28 millones de euros hasta el momento. La compañía, que recientemente comenzó a fabricar sus paneles en una pequeña línea de producción de prueba de concepto, espera recaudar otros 60 millones de euros, parte de los cuales se utilizarán para construir una fábrica de 75 megavatios. Esta cantidad resulta bastante pequeña para una fábrica de paneles solares. A una escala tan mínima, los paneles de Heliatek van a costar más por vatio que los paneles solares convencionales, asegura el director general, Thibaud de Séguillon. Sin embargo, en cuatro o cinco años, momento en el cual Heliatek debería alcanzar la producción a gran escala, el coste podría bajar a entre 40 y 50 centavos de dólar (30 y 38 céntimos de euro) por vatio, consiguiendo ser más competitivos que los paneles solares convencionales, añade Séguillon.

Mientras tanto, Heliatek tendrá que encontrar una forma de vender sus paneles solares a mayor precio para financiar su expansión. Planea hacerlo mediante la venta de productos que aprovechen las inusuales ventajas de sus paneles: su peso ligero y flexibilidad. Por ejemplo, está trabajando con una empresa de materiales de construcción para integrar sus paneles solares en bloques para las fachadas de hormigón. En este caso, los bloques se llenarían con hormigón, y los paneles se convertirían en parte de la fachada.

Heliatek también está trabajando con otros fabricantes para incorporar sus paneles, que pueden ser semitransparentes, en ventanas. "Es como tener ventanas tintadas, solo que estas generan electricidad", afirma Séguillon.

Los constructores podrían estar dispuestos a pagar una prima extra por los paneles solares puesto que son más baratos de integrar en un edificio. Por ejemplo, no tendrían que comprar el hardware necesario para anclar los paneles en el techo. Diversas normativas en Europa pronto requerirán que los edificios produzcan tanta electricidad como consuman, lo que podría animar a los constructores a integrar paneles solares en ventanas y fachadas, afirma Séguillon.

Las innovaciones más importantes de Heliatek son los materiales activos en sus células solares y el proceso para la fabricación de dichas células. Las células solares orgánicas han existido desde hace décadas. Se basan en la idea de que ciertas moléculas orgánicas, por lo general ciertos tipos de polímeros largos, pueden imprimirse de forma barata, creando así células solares de muy bajo coste. Sin embargo, estas células han demostrado ser ineficientes y han tenido vidas relativamente cortas, por lo que solo se utilizan en aplicaciones específicas.

Los paneles de Heliatek son más eficientes que los basados ​​en polímeros, y se espera que duren tanto como una célula solar de silicio convencional. La compañía utiliza moléculas cortas llamadas oligómeros en lugar de polímeros. Los oligómeros son inherentemente más estables, y pueden ser depositados utilizando un proceso de deposición al vacío que permite un control preciso sobre el espesor y la uniformidad de las películas resultantes. Dicha uniformidad aumenta la eficiencia, y facilita la creación de células solares de varias capas que contengan materiales ajustados a longitudes de onda de luz específicas, haciendo que las células sean aún más eficientes.

Los paneles completos de Heliatek (un panel consiste en un grupo de células conectadas entre sí) convierten el 8 por ciento de la energía de la luz en electricidad (los paneles solares de polímeros tienen de un 3 a un 5 por ciento de eficiencia). Los paneles de silicio convencionales tienen entre un 14 y un 15 por ciento de eficiencia, pero el buen rendimiento de la tecnología de Heliatek en condiciones de poca luz y alto calor compensa la diferencia, indica Séguillon. Además añade que, por ejemplo, en varias pruebas recientes realizadas en Singapur los paneles de Heliatek generaron un poco más de electricidad en el transcurso de un mes que los paneles solares de silicio convencionales.

La deposición al vacío es más cara que la impresión, aunque Heliatek ha introducido otra innovación para ayudar a reducir los costes. En lugar de crear células solares en lotes sobre láminas de vidrio, las produce de forma continua en un proceso de rollo a rollo que deposita los materiales sobre poliéster.

Para alcanzar sus objetivos de costes finales, Heliatek tendrá que mejorar sustancialmente la eficiencia de sus paneles desde un 8 a un 12 por ciento. Esto es posible gracias a que el proceso de fabricación de la compañía ha permitido fabricar lo que se conoce como 'célula tándem solar', con dos capas para la absorción de la luz y la producción de electrones. En el diseño actual, ambas capas están sintonizadas para convertir las mismas longitudes de onda de luz. Sin embargo la compañía también podría ajustar las capas a diferentes longitudes de onda y, por lo tanto, convertir una mayor cantidad del espectro solar. Heliatek está trabajando con BASF en el desarrollo de nuevos materiales de absorción para dichas células.

Aunque la empresa cumpla con dichos objetivos de costes, podría ser difícil competir frente a frente con las compañías productoras de paneles solares convencionales. Por un lado, los bancos están más dispuestos a prestar dinero a grandes proyectos de energía solar que utilicen tecnología convencional, ya que ha demostrado su viabilidad. A largo plazo, a las nuevas empresas de energía solar podría irles mejor mediante el desarrollo de paneles solares radicalmente diferentes que produzcan una mayor cantidad de electricidad que los paneles convencionales de silicio.

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