Un nuevo estudio muestra que, contrariamente a la creencia generalizada dentro de la industria de la energía solar, Los nuevos tipos de células y paneles solares no tienen que durar necesariamente entre 25 y 30 años para ser económicamente viables en el mercado actual.

Bastante, Los paneles solares con una vida útil inicial de tan solo 10 años a veces pueden tener sentido económico, incluso para instalaciones a escala de red, lo que podría abrir la puerta a nuevas y prometedoras tecnologías solares fotovoltaicas que se han considerado insuficientemente duraderas para un uso generalizado.

Los nuevos hallazgos se describen en un artículo de la revista. Joule , por Joel Jean, un ex postdoctorado del MIT y director ejecutivo de la empresa emergente Swift Solar; Vladimir Bulovic, profesor de ingeniería eléctrica e informática y director del MIT.nano; y Michael Woodhouse del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) en Colorado.

"Cuando hablas con personas en el campo solar, dicen que cualquier panel solar nuevo tiene que durar 25 años, ", Dice Jean." Si a alguien se le ocurre una nueva tecnología con una vida útil de 10 años, nadie lo va a mirar. Eso se considera conocimiento común en el campo, y es un poco paralizante ".

Jean agrega que "esa es una barrera enorme, porque no puede probar una vida útil de 25 años en uno o dos años, o incluso 10. "Esa presunción, él dice, ha dejado a muchas nuevas tecnologías prometedoras atrapadas al margen, dado que las tecnologías convencionales de silicio cristalino dominan de manera abrumadora el mercado solar comercial. Pero, los investigadores encontraron, ese no tiene por qué ser el caso.

"Tenemos que recordar que, en última instancia, lo que a la gente le importa no es el costo del panel; es el costo nivelado de la electricidad, ", dice. En otras palabras, es el costo real por kilovatio-hora entregado durante la vida útil del sistema, incluido el costo de los paneles, inversores, atroz, alambrado, tierra, mano de obra de instalación, permitiendo, interconexión de red, y otros componentes del sistema, junto con los costos de mantenimiento continuo.

Parte de la razón por la que la economía de la industria solar se ve diferente hoy que en el pasado es que el costo de los paneles (también conocidos como módulos) se ha desplomado tanto que ahora, los costos del "equilibrio del sistema", es decir, todo, excepto los propios paneles, supera al de los paneles. Eso significa que, siempre que los paneles solares más nuevos sean eléctrica y físicamente compatibles con los sistemas eléctricos y de estanterías, puede tener sentido económico reemplazar los paneles por más nuevos, mejores a medida que estén disponibles, mientras se reutiliza el resto del sistema.

"La mayor parte de la tecnología está en el panel, pero la mayor parte del costo está en el sistema, "Dice Jean." En lugar de tener un sistema en el que se instala y luego se reemplaza todo después de 30 años, ¿Qué pasa si reemplaza los paneles antes y deja todo lo demás igual? Una de las razones por las que podría funcionar económicamente es si los está reemplazando por paneles más eficientes, "que probablemente sea el caso, ya que se está explorando una amplia variedad de tecnologías más eficientes y de menor costo en todo el mundo.

Dice que lo que el equipo encontró en su análisis es que "con algunas salvedades sobre la financiación, usted puede, En teoria, llegar a un costo competitivo, porque sus nuevos paneles están mejorando, con una vida útil tan corta como 15 o incluso 10 años ".

Aunque los costos de las células solares se han reducido año tras año, Bulovic dice, "La expectativa de que uno tenía que demostrar una vida útil de 25 años para cualquier nueva tecnología de paneles solares se ha mantenido como una tautología. En este estudio mostramos que a medida que los paneles solares se vuelven menos costosos y más eficientes, el saldo de costos cambia significativamente ".

Él dice que uno de los objetivos del nuevo artículo es alertar a los investigadores de que sus nuevos inventos solares pueden ser rentables incluso si tienen una vida relativamente corta. y por lo tanto puede adoptarse y desplegarse más rápidamente de lo esperado. Al mismo tiempo, él dice, los inversores deben saber que pueden obtener mayores beneficios al optar por tecnologías solares eficientes que pueden no haber demostrado durar tanto tiempo. sabiendo que periódicamente los paneles pueden ser reemplazados por nuevos, los más eficientes.

"Las tendencias históricas muestran que la tecnología de paneles solares se vuelve más eficiente año tras año, y estas mejoras están destinadas a continuar en los próximos años, "dice Bulovic. Células solares basadas en perovskita, por ejemplo, cuando se desarrolló por primera vez hace menos de una década, tenía eficiencias de sólo un pequeño porcentaje. Pero recientemente su rendimiento récord superó el 25 por ciento de eficiencia, en comparación con el 27 por ciento de la celda de silicio récord y alrededor del 20 por ciento de los módulos de silicio estándar de hoy, según Bulovic. En tono rimbombante, en diseños de dispositivos novedosos, se puede apilar una celda solar de perovskita encima de otra perovskita, silicio, o celda de película delgada, para elevar el límite máximo de eficiencia alcanzable a más del 40 por ciento, que está muy por encima del límite fundamental del 30 por ciento de las tecnologías solares de silicio actuales. Pero las perovskitas tienen problemas con la longevidad de la operación y aún no se ha demostrado que puedan acercarse al estándar de 25 años.

Bulovic espera que el estudio "cambie el paradigma de lo que se ha aceptado como una verdad global". Hasta ahora, él dice, "muchas tecnologías prometedoras ni siquiera empezaron, porque el listón está demasiado alto "en cuanto a la necesidad de durabilidad.

Para su análisis, El equipo analizó tres tipos diferentes de instalaciones solares:un sistema residencial típico de 6 kilovatios, un sistema comercial de 200 kilovatios, y un gran sistema a escala de servicios públicos de 100 megavatios con seguimiento solar. Utilizaron parámetros de referencia NREL para sistemas solares de EE. UU. Y una variedad de suposiciones sobre el progreso futuro en el desarrollo de tecnología solar. financiación, y la eliminación de los paneles iniciales después de la sustitución, incluido el reciclaje de los módulos usados. Los modelos se validaron utilizando cuatro herramientas independientes para calcular el costo nivelado de la electricidad (LCOE), una métrica estándar para comparar la viabilidad económica de diferentes fuentes de electricidad.

En los tres tipos de instalación, ellos encontraron, dependiendo de las particularidades de las condiciones locales, el reemplazo por nuevos módulos después de 10 a 15 años podría, en muchos casos, proporcionar ventajas económicas al tiempo que mantiene los muchos beneficios ambientales y de reducción de emisiones de la energía solar. El requisito básico para la competitividad de costos es que cualquier nueva tecnología solar que se instale en los EE. UU. Debe comenzar con una eficiencia de módulo de al menos el 20 por ciento. un costo de no más de 30 centavos por vatio, y una vida útil de al menos 10 años, con el potencial de mejorar en los tres.

Jean señala que las tecnologías solares que se consideran estándar hoy en día, principalmente a base de silicio, pero también variantes de película delgada como el telururo de cadmio, "no eran muy estables en los primeros años. La razón por la que hoy duran entre 25 y 30 años es que se han desarrollado durante muchas décadas". El nuevo análisis ahora puede abrir la puerta para que algunas de las tecnologías más nuevas y prometedoras se implementen a una escala suficiente para acumular niveles similares de experiencia y mejora con el tiempo y para tener un impacto en el cambio climático antes de lo que podrían hacerlo sin el reemplazo del módulo. él dice.

"Esto podría permitirnos lanzar ideas que hubieran muerto en la vid" debido a la percepción de que una mayor longevidad era esencial, Dice Bulovic.