Foto: Las masivas instalaciones de fabricación solar, vistas aquí a finales de diciembre, están programadas para alcanzar la producción a escala completa el año que viene. Crédito (de todas las imágenes): Gus Powell.

Avance

Unos eficientes paneles producidos mediante un simplificado proceso de fabricación de bajo coste.

Por qué es importante

La industria solar necesita tecnologías más baratas y eficientes para competir con los combustibles fósiles.

Actores clave

- SolarCity
- SunPower
- Panasonic

Disponibilidad

2017.

En un parque industrial cerca de la orilla del Lago Erie y cercado por el Río Búfalo, el futuro de la industria solar está construyéndose. La extensa fábrica de SolarCity en Búfalo (EEUU), comprada y financiada por el Estado de Nueva York, está casi terminada y pronto empezará a producir algunas de las placas solares más eficientes disponibles del mercado. Capaz de producir 10.000 paneles solares al día, o una gigavatio de capacidad solar al año, será la planta de fabricación solar más grande de Norteamérica y una de las más grandes del mundo.

Cuando empiece la producción, SolarCity, que ya es el instalador líder de paneles solares residenciales en Estados Unidos, se convertirá en un fabricante y proveedor que hará de todo. Fabricará las células solares y también las instalará en tejados. En un momento cuando los paneles solares de silicio de China nunca han sido más baratos, invertir en un nuevo tipo de tecnología solar es arriesgado. Sin embargo, los beneficios en potencia son enormes. La nueva fábrica, según el director de Tecnología de SolarCity, Peter Rive, podría transformar el negocio de SolarCity, que ha perdido dinero sistemáticamente, además de la economía de la energía solar doméstica.

Los paneles solares instalados por SolarCity le cuestan actualmente a la empresa 2,84 dólares (unos 2,58 euros) por vatio (incluidos los costes de ventas y marketing más los gastos generales, además del coste del hardware), un coste que ha bajado desde los 4,73 dólares (unos 4,3 euros) en 2012. La combinacion de los nuevos paneles altamente eficientes, el volumen de producto de la nueva fábrica y un simplificado proceso de fabricación es uno de los motivos por los que la empresa espera que los costes de la energía solar residencial caigan muy por debajo de 2,50 dólares (unos 2,27 euros) por vatio para finales de 2017, cuando está previsto que la fábrica alcance su máximo nivel de producción.

Respaldada por subsidios federales para la energía solar y el "balance cero", que permiten a los propietarios de capacidad solar residencial vender la energía sobrante a la red a tarifas al por mayor en muchos estados, SolarCity ya encabeza los esfuerzos por hacer que los sistemas solares domésticos resulten más económicamente atractivos para muchos hogares. Esto impulsaría una explosión en la popularidad de los paneles de tejado. La caída de los precios de instalación podrían aumentar aún más la popularidad de la energía solar residencial.

Rive afirma: "Ahora mismo podemos vender energía en 14 estados a una tarifa menor de lo que se paga actualmente a las energéticas". La fábrica de Buffalo, añade, les "posiciona para un futuro en el que la energía solar y las baterías serán más baratas que los combustibles fósiles".

Un aspecto clave de las ambición de la empresa es una tecnología que adquirió al comprar una pequeña empresa solar llamada Silevo en 2014. Los orígenes de esa tecnología, que permite fabricar paneles altamente eficientes, se remontan al pionero australiano de la energía solar Martin Green hacia finales de la década de 1970. Combina una célula solar estándar de silicio cristalino con elementos de una célula de capa fina, junto con una capa de óxido semiconductor. El pasado mes de octubre, SolarCity anunció que los paneles de prueba habían demostrado algo más de un 22% de eficiencia. Los paneles solares actuales basados en silicio tienen unas eficiencias de entre el 16% y el 18%. El rival de SolarCity, SunPower, lideró anteriormente el mercado con células que alcanzan un 21,5%.

Foto: La gigafábrica cubre unas 27 hectáreas, convirtiéndola en las instalaciones de producción solar más grandes de Norteamérica.

La eficiencia importa porque los paneles sólo representan entre un 15% y un 20% del coste total de las instalaciones solares. Gran parte del resto proviene de lo que se conoce como el balance de costes del sistema: inversores para conectarse a la red, materiales para alojar el conjunto, pernos y tuercas para fijarlo al tejado, la mano de obra de instalación, y así sucesivamente. La instalación de SolarCity, según la empresa, solo requerirá un tercio de los paneles necesarios para generar la misma cantidad de energía en una instalación convencional. "Menos paneles equivale a menos piezas, menos cables, menos días sobre el tejado durante la instalación", explica el director de Investigaciones y Análisis de la Iniciativa Energética del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU), Francis O'Sullivan.

SolarCity emplea un proceso de fabricación por deposición que reduce a la mitad el número de pasos requeridos para producir las células: pasa de 12 a solo seis. También reemplaza la plata, una de los elementos más caros de las células solares convencionales, por cobre.

Pero la diferencia entre el rendimiento de los paneles solares fabricados en una pequeña instalación como la planta de SolarCity en Fremont y los de una gran fábrica como la de Búfalo podría ser importante. Escalar la producción podría resultar especialmente complicado dada la falta de experiencia en fabricación de SolarCity. Rive reconoce que podrían existir "pequeños riesgos con los plazos reales" para conseguir que los productos que salgan de Búfalo igualen las eficiencias logradas a pequeña escala. SolarCity ya ha retrasado la fecha objetiva para el pleno rendimiento de la gigafábrica de Búfalo del primer cuatrimestre de 2017 a más tarde ese mismo año.

Foto: El CEO de SolarCity, Lyndon Rive

Foto: Los nuevos paneles de SolarCity emplean una combinación de materiales. 

Foto: La fábrica está situada sobre el antiguo emplazamiento de fabricación de la empresa Republic Steel, cerca del centro de Búfalo.

 
Foto: El senador Charles Schumer habla junto con el CEO, Rive, en las instalaciones de Búfalo, un elemento clave de los esfuerzos del Estado de Nueva York por revitalizar la industria de la fabricación en Búfalo.

Pero, el riesgo real reside en lo rápido que avanza la propia la tecnología solar. Un panel que hoy bata el récord de eficiencia podría estar obsoleto dentro de cinco años. Poco después de anunciar SolarCity sus paneles altamente eficientes en octubre, Panasonic le superó al afirmar que sus nuevos paneles alcanzarían eficiencias de un 22,5%. Mientras tanto, las eficiencias logradas en laboratorio son incluso más altas: los investigadores han desarrollado exóticos materiales de células solares con eficiencias de hasta un 40%. Grenn afirma: "Creo que dentro de 10 años, la mayoría de los fabricantes estarán produciendo paneles con más de un 20% de eficiencia, y los mejores paneles comerciales superarán el 23%".

O'Sullivan añade: "Por ahora, SolarCity está alejando el barco todo lo que pueda con una tecnología contemporanea, pero empezamos a acercarnos a un cuello de botella para la economía de cualquier tecnología basada en silicio" (incluidas las nuevas células que producirá SolarCity). Los futuros avances, dice, implicarán unos paneles más ligeros y flexibles que ofrezcan unas eficiencias mucho más altas y resulten aún más baratos de instalar, lo que permitirá generar electricidad a un coste muy inferior.

Llegados a ese punto, los paneles solares que salgan de la gigafábrica podrán parecer tan convencionales como los paneles de consumo producidos hoy en China. Es, sin embargo, la voluntad de SolarCity de asumir tales riesgos lo que hace que las instalaciones de Búfalo resulten tan ambiciosas. Durante los últimos 10 años, la empresa de Silicon Valley ha convertido la energía solar residencial en una elección popular entre muchos consumidores mediante unas inteligentes acciones de marketing y unos atractivos planes de financiación. Ahora quiere transformar la fabricación solar. Tanto si triunfa como si fracasa SolarCity, de nuevo está empujando los límites de la energía solar.

Esta es la lista completa de Las 10 Tecnologías Emergentes de 2016