Energía fotovoltaica puede ser la solución

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Como una solución para la energía térmica, la energía fotovoltaica es una solución para generar energía limpia y sostenible, pero no es perfecta.

(Foto de portada por: NAPA)


(Nota del editor: La información de este artículo fue conseguida de la página oficial de Hannover Messe)

A parte de la energía eólica, la energía fotovoltaica es el segundo pilar de la generación de electricidad a partir de energías renovables. En particular, la combinación de la fotovoltaica cristalina con la tecnología de capa fina alcanza eficiencias prometedoras en la producción industrial y, al mismo tiempo, consumen poco silicio. Esto significa que estos módulos tienen una huella de CO2 comparativamente baja, por lo que es muy posible que esta tecnología se convierta en el estándar de producción. La importancia de la energía fotovoltaica puede aumentar, impulsada, entre otras cosas, por la escasez de combustibles fósiles como consecuencia de la guerra entre Rusia y Ucrania. Incluso antes de eso, la generación mundial de electricidad a partir de sistemas fotovoltaicos pasó de unos 96 terrawatts/hora en 2012 a algo menos de 831 terrawatts/hora en 2020, según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA). En comparación, según la Agencia Federal de Medio Ambiente, la generación de electricidad a partir de sistemas fotovoltaicos en Alemania pasó de unos 27 terrawatts/hora a algo menos de 50 terrawatts/hora en el mismo periodo.

 

Se necesita plata, todo depende de la plata

Estas cifras también muestran que el potencial de la energía fotovoltaica está lejos de agotarse. Por ejemplo, la producción de células solares consume actualmente mucha plata para los conductores y contactos. Y como ocurre con tantas materias primas, los precios de este metal precioso también han subido mucho últimamente. Hoy en día, la plata representa ya alrededor del 10% del coste de fabricación de las células fotovoltaicas. Además, la plata, como todos los metales preciosos, sólo está disponible en cantidades limitadas. La industria solar ya consume el 15% de la plata extraída. Dado que otras industrias, como la de la electromovilidad o la de las comunicaciones móviles, también anuncian un mayor consumo de plata en el futuro, el crecimiento previsto de la producción en el sector fotovoltaico podría provocar un efecto de cuello de botella para la plata. O dicho de otro modo: sin grandes innovaciones tecnológicas, la industria solar difícilmente podrá cumplir las esperanzas depositadas en ella.

 

¿Y si utilizamos cobre en su lugar?

Los investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE de Friburgo también reconocieron este problema en una fase temprana y posteriormente se dedicaron a este reto. Y eso supone un cierto impulso, porque con unos 1.400 empleados, el Fraunhofer ISE es el mayor instituto de investigación solar de Europa. Así que se investigó y se consiguió un gran avance. En realidad, dos avances, pero eso lo veremos más adelante. Un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Markus Glatthaar, experto en metalización y modelado, ha desarrollado un proceso de galvanoplastia en el que se puede sustituir la plata por el cobre, con dos ventajas bastante evidentes: El cobre es muchas veces más barato que la plata y mucho más fácil de conseguir. Y también hay un rincón del cosaco en forma de un ligero pero demostrable aumento del rendimiento, porque los conductores de cobre miden sólo 19 micrómetros de media gracias a la estructuración por láser, lo que significa que hay menos sombras en la capa de silicio que recibe la luz que con las pistas de plata.

 

Y ya que hablamos de sustitución...

Para evitar que toda la superficie conductora de electricidad de la célula solar se recubra de cobre durante el mencionado proceso de galvanoplastia, las zonas que no se van a recubrir deben enmascararse primero con un aislante eléctrico. Y en este contexto, los investigadores han logrado un segundo avance notable: Hasta ahora se utilizaban costosas pinturas o películas a base de polímeros para enmascarar la oblea de silicio en el baño electrolítico. Sin embargo, la eliminación adecuada de los polímeros es costosa y también genera muchos residuos. Glatthaar y su equipo han conseguido sustituir los polímeros por aluminio. Se trata de un material que puede reciclarse completamente, al igual que el cobre. Esta doble sustitución -de la plata al cobre y del polímero al aluminio- ofrece también una doble ventaja: La producción de las células solares es más sostenible y, al mismo tiempo, significativamente más barata.

 

Pero el aluminio también es conductor, ¿no?

De hecho, una de las dificultades era que el aluminio es básicamente conductor de la electricidad y, por lo tanto, no es en absoluto adecuado para el enmascaramiento. Por otro lado, el aluminio tiende a formar una capa de óxido aislante por sí mismo, aunque sólo sea de unos pocos nanómetros de grosor. "Conseguimos adaptar los parámetros del proceso y desarrollar un electrolito especial en el proceso para que, como resultado, la finísima capa de óxido nativo del aluminio pueda cumplir con fiabilidad su función aislante. Este fue un hito importante para el éxito de nuestro proyecto de investigación", afirma Glatthaar.

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El Ministerio de Comercio, Industria y Turismo de Colombia, anunció, mediante comunicado de prensa, que las exportaciones del sector manufacturero completaron cinco meses consecutivos de crecimiento. De acuerdo con la entidad, en febrero, el comportamiento positivo de las exportaciones colombianas estuvo impulsado por las ventas externas del sector agropecuario y de alimentos (9 %) y de los combustibles (8,9 %). La ministra de Comercio, Industria y Turismo, María Lorena Gutiérrez, manifestó su satisfacción por el resultado y explicó que la recuperación de la economía global incidió en el buen desempeño de las exportaciones colombianas. “El alza que muestran las exportaciones manufactureras es muy relevante. Esto es resultado de la política de diversificación de la oferta exportable en la que estamos empeñados y del trabajo de profundización y aprovechamiento de los acuerdos comerciales. Invito a los empresarios a seguir trabajando juntos en este proceso”, señaló la ministra Gutiérrez. El incremento de las ventas externas manufactureras en febrero estuvo impulsado por diferentes bienes. Productos como equipos de transporte (148,3%),  manufacturas de caucho (112,5%), abonos (97,6%), equipos y materiales fotográficos (93,1%), manufacturas de corcho y madera (89%), plásticos en formas primarias (78,5%), hierro y acero (51%), edificios prefabricados (46,5%), manufacturas de minerales no metálicos (46,3%) y productos medicinales y farmacéuticos (38,9%), entre otros, impulsaron esta clase de ventas. En cuanto al sector de las exportaciones agropecuarias y de alimentos se destacan productos como: pescado (155,9%), azúcares y preparados con azúcar y miel (111,7%), tabaco y sus productos (77,4%), aceites y grasas fijos de origen vegetal (71,6%), pienso para animales (50,7%), carne y preparados de carne (45,9%) y bebidas (42,5%), entre otros. Por otro lado, las exportaciones totales colombianas en el primer bimestre aumentaron 13,9 % al compararlas con igual periodo de 2017. Las manufactureras crecieron 20,5%, las agropecuarias y de alimentos 17,7% y las de combustibles 15,3% en los dos primeros meses del 2018. Argentina, con un incremento de 158%, Paraguay (133,2%), Canadá (135,4%), Austria (119,7%), Francia (83,4%), Corea del Sur (40,5%), Costa Rica (15,7%) y Estados Unidos (4,6%) son algunos de los socios comerciales a los que más crecieron las exportaciones colombianas en los dos primeros meses de este año.El Ministerio de Comercio, Industria y Turismo de Colombia, anunció, mediante comunicado de prensa, que las exportaciones del sector manufacturero completaron cinco meses consecutivos de crecimiento. De acuerdo con la entidad, en febrero, el comportamiento positivo de las exportaciones colombianas estuvo impulsado por las ventas externas del sector agropecuario y de alimentos (9 %) y de los combustibles (8,9 %). La ministra de Comercio, Industria y Turismo, María Lorena Gutiérrez, manifestó su satisfacción por el resultado y explicó que la recuperación de la economía global incidió en el buen desempeño de las exportaciones colombianas. “El alza que muestran las exportaciones manufactureras es muy relevante. Esto es resultado de la política de diversificación de la oferta exportable en la que estamos empeñados y del trabajo de profundización y aprovechamiento de los acuerdos comerciales. Invito a los empresarios a seguir trabajando juntos en este proceso”, señaló la ministra Gutiérrez. El incremento de las ventas externas manufactureras en febrero estuvo impulsado por diferentes bienes. Productos como equipos de transporte (148,3%),  manufacturas de caucho (112,5%), abonos (97,6%), equipos y materiales fotográficos (93,1%), manufacturas de corcho y madera (89%), plásticos en formas primarias (78,5%), hierro y acero (51%), edificios prefabricados (46,5%), manufacturas de minerales no metálicos (46,3%) y productos medicinales y farmacéuticos (38,9%), entre otros, impulsaron esta clase de ventas. En cuanto al sector de las exportaciones agropecuarias y de alimentos se destacan productos como: pescado (155,9%), azúcares y preparados con azúcar y miel (111,7%), tabaco y sus productos (77,4%), aceites y grasas fijos de origen vegetal (71,6%), pienso para animales (50,7%), carne y preparados de carne (45,9%) y bebidas (42,5%), entre otros. Por otro lado, las exportaciones totales colombianas en el primer bimestre aumentaron 13,9 % al compararlas con igual periodo de 2017. Las manufactureras crecieron 20,5%, las agropecuarias y de alimentos 17,7% y las de combustibles 15,3% en los dos primeros meses del 2018. Argentina, con un incremento de 158%, Paraguay (133,2%), Canadá (135,4%), Austria (119,7%), Francia (83,4%), Corea del Sur (40,5%), Costa Rica (15,7%) y Estados Unidos (4,6%) son algunos de los socios comerciales a los que más crecieron las exportaciones colombianas en los dos primeros meses de este año.

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