Una nueva técnica abarata diez veces la producción de energía solar

Un equipo de ingenieros de IBM ha desarrollado un nuevo sistema esperanzador de generación de energía solar gracias al uso conjunto de una célula solar comercial y un sistema de refrigeración avanzado basado en el metal líquido, que se utiliza ya en la refrigeración durante la fabricación microprocesadores. Los investigadores de IBM creen que este adelanto podría reducir de manera considerable el coste de aprovechar la energía solar para convertirla en electricidad.

Los concentradores solares son sistemas que capturan la luz del sol y la focalizan en un área diminuta de la célula solar, lo que hace aumentar de manera significativa su rendimiento. El mayor problema de esta técnica es que la luz concentrada genera temperaturas altísimas.

Hace unas semanas, la empresa Sunrgi ya anunció el desarrollo de otra tecnología de refrigeración que permite bajar esas temperaturas de 2.000 a 20 grados.

El trabajo de IBM va por esta misma vía. Sus ingenieros han conseguido aplicar otra tecnología de enfriamiento, conocida como “interface de metal líquido”, usada para la fabricación de chips, para refrigerar células solares fotovoltaicas disponibles comercialmente.

Las lentes de IBM han concentrado 2.000 soles (un sol es la energía solar que incide a medio día un día despejado de verano) en un área muy pequeña. El calor que allí se concentra podría fundir un trozo de acero inoxidable (algo que los investigadores han podido experimentar de primera mano en el laboratorio).

Metal líquido

La tecnología de refrigeración de metal líquido rebaja esas temperaturas hasta sólo los 85 grados, permitiendo un record de 230 vatios de energía generada por una célula solar de un centímetro cuadrado.

En la práctica, usando células solares de verdad, las pruebas han demostrado la capacidad de recuperar 70 vatios de energía utilizable a partir de ese centímetro cuadrado.

Según los investigadores, esta tecnología abarataría de manera considerable el coste habitual derivado de usar el sistema CPV. Necesitando un menor número de células fotovoltaicas en una planta solar y concentrando más luz en cada célula solar, esta tecnología permite reducir el número de componentes totales de la planta solar. El sistema de IBM recorta el número de células fotovoltaicas y otros componentes hasta diez veces.

Lo que ha hecho (y está haciendo IBM en otros campos) es transferir su dilatada experiencia en semiconductores y nanotecnología al campo de las energías alternativas. “Es sólo uno de los muchos proyectos exploratorios que incubamos en nuestros laboratorios, desde donde podemos provocar cambios en toda una industria al hacer avances en la tecnología de las células solares”, comenta Supratik Guha, que es el responsable de las actividades fotovoltaicas en IBM, en un comunicado.

Enfriar chips

La tecnología que se aplica también para fabricar chips consiste en usar una capa fina de metal líquido formado por una mezcla de galio e indio y aplicarlo entre el chip y el bloque de enfriado. Esas capas, llamadas capas de interface térmico, transfieren el calor del chip a dicho bloque de enfriado, de tal modo que la temperatura del chip se mantiene baja.

Aunque las tecnologías basadas en concentradores fotovoltaicos existen desde los años 70 es ahora cuando han despertado el interés de los investigadores. Con altas concentraciones, pueden ofrecer, potencialmente, electricidad a partir del sol para la generación de energía a gran escala y a precios más baratos. Todo ello pasa por desarrollar un sistema eficiente para enfriar las células y elementos ópticos para concentrar la luz del sol.

IBM también está indagando en otras áreas relacionadas con la energía solar fotovoltaica: el desarrollo de células solares de silicio más baratas y eficientes, concentradores fotovoltaicos y arquitecturas basadas en nanoestructuras, como semiconductores de puntos cuánticos y nanocables.

La finalidad de estos proyectos es desarrollar estructuras fotovoltaicas eficientes que abaraten y minimicen su complejidad, así como mejorar la flexibilidad para producir energía solar.