Energía solar de alta eficiencia: Las nuevas Celdas Perovskita y su impacto en la generación de energía renovable

Autor: Ing. Mario Toyo, 26 junio 2023.

Introducción

En un mundo cada vez más enfocado en fuentes de energía sostenibles, las celdas solares de alta eficiencia se han convertido en el centro de atención. Entre estas innovadoras y nuevas tecnologías, las celdas Perovskita han surgido como una solución que promete superar los límites establecidos por las celdas solares tradicionales.

Su capacidad para lograr un aprovechamiento energético superior, su rentabilidad y su potencial para superar el umbral del 29% de eficiencia solar hacen de ellas una opción fascinante en el panorama energético actual.

En este artículo, exploraremos el potencial de estas celdas y su impacto en la eficiencia y rentabilidad de la energía solar y cómo esta tecnología innovadora está allanando el camino hacia un futuro energético más limpio y sostenible.

El avance de las celdas Perovskita

• Superando las limitaciones de las celdas solares tradicionales: Las celdas solares tradicionales han sido la opción predominante para la generación de energía solar, pero han enfrentado limitaciones en términos de eficiencia y rentabilidad. Este tipo de celda han logrado superar estas limitaciones gracias a su estructura cristalina única, permitiendo una mayor eficiencia de conversión de energía solar.
• El descubrimiento de las celdas Perovskita y su rápida evolución: El potencial de estas celdas fue descubierto en la última década y desde entonces ha habido un rápido avance en su desarrollo. Los investigadores han logrado mejorar su rendimiento en un tiempo récord, generando un entusiasmo considerable en la comunidad científica y en la industria de la energía solar.

La capacidad de lograr altos niveles de eficiencia en un corto período de tiempo es uno de los aspectos más emocionantes de las celdas Perovskita. En la figura. 1, se muestra la imagen de la estructura cúbica de una Perovskita, tomado de Wikipedia para explicar el tema al lector.

Ventajas

• Estas celdas ofrecen ventajas en comparación con las celdas solares tradicionales. En primer lugar, su eficiencia en la conversión de la energía solar en electricidad ha superado el umbral del 29%, que antes se consideraba difícil de alcanzar. Esto significa que las celdas Perovskita pueden aprovechar al máximo la energía solar disponible, generando más electricidad en comparación con otras tecnologías
• Son más rentables debido a su bajo costo de producción. A diferencia de las celdas solares tradicionales, que a menudo requieren materiales caros y procesos complejos, se pueden fabricar con materiales sintéticos, lo que reduce significativamente los costos. Esta combinación de alta eficiencia y bajo costo las convierte en una opción atractiva para la generación de energía solar.

El potencial de las celdas Perovskita

• Eficiencia: Del 29%, es uno de los aspectos más destacados, es su capacidad para lograr una alta eficiencia en la conversión de energía solar en electricidad. Al superar el valor del 29%, han alcanzado un hito que parecía inalcanzable para las tecnologías anteriores. Esto significa que en estas celdas se pueden aprovechar al máximo la energía solar disponible y generar una mayor cantidad de electricidad.
• Avances en la captación de luz solar: Han logrado avances significativos en la captación de luz solar. Su diseño único les permite capturar una amplia gama de longitudes de onda de luz, lo que aumenta aún más su eficiencia en la conversión de energía solar. Lo cual indica que pueden generar electricidad incluso en condiciones de luz solar menos intensa, lo que las hace más versátiles y eficientes en diversas situaciones.
• Aprovechamiento máximo de la energía solar disponible: Las celdas Perovskita han demostrado una amplia capacidad para aprovechar al máximo la energía solar disponible.

Esto se debe a su alta eficiencia en la conversión de la luz solar en electricidad. Al generar más electricidad a partir de la misma cantidad de luz solar, las celdas maximizan el rendimiento y la productividad de los sistemas solares. Esto es especialmente importante en áreas con niveles de radiación solar variables o limitados, ya que las celdas pueden obtener un mayor rendimiento energético en estas condiciones.

Rentabilidad y sostenibilidad

• Materiales sintéticos: Se fabrican utilizando materiales sintéticos, estos materiales son más económicos y más fáciles de obtener en comparación con los materiales utilizados en las celdas solares tradicionales. Esto reduce los costos de producción de las celdas y las hace más rentables en comparación con otras tecnologías solares.

Además, el uso de materiales sintéticos también contribuye a la sostenibilidad, ya que se reducen las demandas de recursos naturales y se minimiza el impacto ambiental.

• Reducción de costos y aumento de la viabilidad económica:tienen el potencial de reducir significativamente los costos de generación de energía solar. Gracias a su alta eficiencia y bajo costo de producción, se vuelven económicamente viables para proyectos de energía solar a gran escala. Esto impulsa la adopción de tecnologías solares y acelera la transición hacia un futuro energético más sostenible y limpio.
• Contribución al futuro sostenible y al combate del cambio climático:Al ofrecer una solución rentable y eficiente para la generación de energía solar, las celdas desempeñan un papel crucial en la lucha contra el cambio climático y la búsqueda de un futuro sostenible.

Al reemplazar gradualmente las fuentes de energía no renovables y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, las celdas contribuyen a mitigar los impactos del cambio climático y a impulsar la transición hacia un modelo energético más limpio y sostenible.

Aplicaciones y perspectivas futuras

• Integración en la infraestructura existente: Pueden integrarse fácilmente a la infraestructura existente, lo que las convierte en una opción viable para la ampliación de sistemas solares. Su diseño flexible y sus características de eficiencia les permiten adaptarse a una variedad de configuraciones y aplicaciones, desde instalaciones residenciales hasta proyectos comerciales e industriales.
• Potencial para sistemas fotovoltaicos de gran escalas: Tienen un gran potencial para su implementación en sistemas fotovoltaicos a gran escala debido a su alta eficiencia y bajos costos. Esto incluye plantas solares comerciales y parques solares a nivel de megavatios, donde la generación de energía a gran escala es esencial. En la figura. 2, se observa una de estas aplicaciones.

Investigación y desarrollo continuo: Aunque las celdas Perovskita han logrado avances significativos, la investigación y el desarrollo en este campo continúan. Los científicos y los expertos en energía solar están trabajando arduamente para mejorar aún más la eficiencia y la estabilidad de las celdas, así como para explorar nuevas formas de integrar esta tecnología en aplicaciones más diversas.

Conclusión

El avance de estas celdas ha permitido superar las barreras de eficiencia y rentabilidad de las celdas solares tradicionales. Su capacidad para alcanzar altos niveles de eficiencia en poco tiempo, su bajo costo de producción y su potencial para superar el umbral del 29% de aprovechamiento energético solar las convierten en una tecnología revolucionaria.

Las celdas Perovskita representan el futuro de la energía solar, ofreciendo una solución rentable y sostenible que puede contribuir significativamente a un futuro energético más limpio y responsable.

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Fuentes

Fotos:https://www.xataka.com/energia/paneles-solares-perovskita-superan-25-eficiencia- conversion-cerca-limite-tradicionales