Pie de foto: Muestra de una prueba del moldeo de silicona sobre vidrio. Crédito: LPI.

Una de las máximas en la industria fotovoltaica es la de aumentar la eficiencia de los paneles para hacerlos más rentables. Las diferentes empresas del sector intentan alcanzar el hito de una eficiencia del  50% en las células y un 40% en los sistemas fotovoltaicos. Ahora, una compañía española podría estar a punto de lograrlo con su prototipo MF45. La empresa responsable, Light Prescriptions Innovators (LPI), calcula que su producto podría alcanzar una eficiencia equivalente al 45%, lo que haría que su energía pudiera competir en el mercado eléctrico español, incluso sin primas.

La alta eficiencia se logra gracias a la simplicidad y alto rendimiento del sistema óptico, técnicas de división del espectro solar y captación de radiación global difusa. Para ello, empleando dos tipos de células: células de silicio de bajo coste y células multiunión de alta eficiencia. Las primeras son las tradicionales que captarán la radiación difusa del Sol y del cielo y las segundas, de más reciente creación, aprovechan únicamente la luz directa.

Para poder combinarlas, LPI ha empleado un espejo que permite modificar la estructura convencional de los módulos  de concentración. Habitualmente, estos dispositivos disponen de dos ópticas alineadas orientadas hacia el Sol situadas cada una en un plano distinto para generar un efecto lupa. En el MF45, ambas ópticas están en el mismo plano y reflejan la luz sobre las células fotovoltaicas en la misma placa. De esta manera, se reduce el grosor de las placas a la mitad.

El resultado final sería una especie de sándwich: en la parte superior se sitúa el panel de concentración, después está el espejo e, inmediatamente debajo, el panel de silicio. El primero se sitúa boca abajo y es transparente al 95%, por lo que dejar pasar la luz hasta el espejo. La radiación directa que llega a él se refleja e incide en las células multiunión. Mientras tanto, la fracción lumínica indirecta es filtrada por el espejo hasta llegar al panel de silicio.

El director de la oficina europea de LPI, Rubén Mohedano, explica: "Intercalar este espejo nos ha permitido aprovechar de forma óptima el potencial de la radiación solar". Sin embargo, el mayor reto para su equipo no ha residido en la incorporación del espejo sino en la modificación de la estructura del módulo de concentración. Para solucionarlo, han unido las ópticas primarias, las secundarias y las células fotovoltaicas en un molde de silicona.

Aprovechamiento máximo

La capacidad de aprovechar al máximo el espectro de la luz directa se conoce como spectrum splitting. Además de esta capacidad, los paneles de LPI ofrecen algo que no ofrece la fotovoltaica de concentración: captar la luz difusa de días nublados o con calima gracias a la placa de silicio, algo que se conoce como sky splitting. Gracias a ellas, LPI calcula que su dispositivo podrá alcanzar un 45% de eficiencia.

Si los cálculos del diseño de Mohedano se replican con el dispositivo en funcionamiento, el MF45 podría ser rentable en el mercado. El investigador asegura que "el sistema es rentable por su alta eficiencia, no tanto porque reduzca el capital necesario, aunque nuestro interés es trabajar ambos aspectos".

Este prometedor avance le ha valido a Mohedano la selección en la tercera convocatoria del Fondo de Emprendedores de Fundación Repsol. A lo largo de este año, el equipo hará varias pruebas y esperan tener listo un prototipo a finales de 2015.

Este sistema puede ser muy atractivo para el sector, ya que sería competitivo con los precios actuales del mercado eléctrico, según Mohedano. El experto estima que podría vender la electricidad generada a unos 35€/MWh. Esto daría un amplio margen de beneficios frente los 44,19€/MWh de media que marcó el mercado eléctrico en 2014.  

Aunque hay que esperar hasta finales de año para ver los resultados finales, el proyecto de LPI presenta un enfoque novedoso y atractivo para la industria solar. Si los módulos consiguen alcanzar el 45% de eficiencia prometido, pronto se convertirán en un elemento común del paisaje.

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