Se destaca que la fabricación aditiva y el posicionamiento paralelo de componentes miniaturizados pueden reducir significativamente los costos y el uso de materiales semiconductores.
- Micro-CPV: nueva generación de módulos solares concentradores.
- 35,6 % de eficiencia al aire libre en Friburgo.
- Uso de técnicas de microelectrónica para fabricar módulos solares.
- Reducción de hasta 1000 veces en el uso de materiales semiconductores.
- Fabricación más barata y precisa con impresión 3D y autocompensación.
En la 18.ª Conferencia Internacional sobre Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (CPV-18), celebrada en Miyazaki, Japón, la investigadora Elisa Kaiser, del prestigioso Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE, fue galardonada con el Young Scientist Award. La distinción reconoce su contribución científica sobre los efectos de las tolerancias de fabricación en el rendimiento de módulos micro-CPV (fotovoltaicos de concentración a microescala).
Innovación en módulos solares miniaturizados
Elisa Kaiser, junto con su equipo de investigación conformado por Dr. Peter Schöttl, Maike Wiesenfarth, Dr. Peter Nitz y Dr. Henning Helmers, ha centrado su trabajo en cómo las pequeñas desviaciones durante la fabricación afectan al rendimiento de los módulos micro-CPV. Estos módulos incorporan tecnologías de envasado y montaje avanzadas provenientes de sectores como la microelectrónica, pantallas digitales y placas de circuito impreso de última generación.
Alta eficiencia con menos material
Uno de los avances más destacados fue la presentación de un prototipo de módulo que alcanzó una eficiencia del 35,6 % al aire libre en condiciones reales en Friburgo, Alemania. Este rendimiento es notable si se considera que estos módulos utilizan una cantidad hasta 1000 veces menor de material semiconductor que los paneles tradicionales, sin sacrificar eficiencia.
Reducción de costes y mayor sostenibilidad
La fabricación aditiva (impresión 3D), el ensamblaje paralelo de componentes miniaturizados y los sistemas de autocompensación de alineación están abriendo la puerta a una producción más económica y escalable. Esto significa que el coste de los sistemas CPV puede reducirse significativamente, aprovechando economías de escala ya presentes en otros sectores tecnológicos.
Potencial de esta tecnología
La tecnología micro-CPV representa un avance crucial en sostenibilidad energética, no solo por su alta eficiencia, sino por su menor impacto ambiental:
- Reducción masiva del uso de materiales críticos, incluyendo semiconductores de alto coste.
- Disminución del consumo de recursos durante la fabricación, al integrar técnicas precisas y con menos residuos.
- Compatibilidad con techos y estructuras ligeras, lo que permite su integración urbana sin riesgos asociados a estructuras pesadas o con contenido tóxico como el amianto.
- Adaptabilidad a distintas geografías gracias a su modularidad y escalabilidad.
- Posibilidad de reciclaje mejorada, al ser sistemas más compactos y especializados.
Este enfoque podría convertirse en una piedra angular de la transición energética, particularmente en regiones con alta irradiación solar donde cada metro cuadrado debe aprovecharse al máximo. Además, al depender menos de materiales escasos, estos módulos favorecen una economía circular más resiliente.
Vía Elisa Kaiser from Fraunhofer ISE receives Young Scientist Award at CPV-18 Conference – Fraunhofer ISE
