Eficiencia Paneles Solares

El poseedor del récord de eficiencia entre los paneles solares, uno de los disponibles en el mercado hoy en día, son paneles solares basados ​​en células solares multicapa desarrolladas por el Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar en Alemania. Desde 2005, Soitec ha participado en su implementación comercial.

El tamaño de las fotocélulas en sí no supera los 4 milímetros, y el enfoque de la luz solar en ellas se logra mediante el uso de lentes de concentración auxiliares, gracias a las cuales la luz solar saturada se convierte en electricidad con una eficiencia que alcanza el 47%.

La batería contiene cuatro uniones pn para que cuatro enlaces de fotocélulas diferentes puedan recibir y convertir eficientemente la radiación con una longitud de onda específica de la luz solar concentrada 297.3 veces en el rango de longitud de onda de infrarrojo a ultravioleta.

Los investigadores, liderados por Frank Dimirot, inicialmente se propusieron cultivar un cristal multicapa, y se encontró una solución: brotaron los sustratos para crecer y, como resultado, se obtuvo un cristal con varias capas semiconductoras, con cuatro subcélulas fotoeléctricas.

El proceso de crecimiento ha resultado ser más complicado que en la producción tradicional de baterías de silicio, pero el rendimiento de las baterías nuevas se ha duplicado. Además, el costo de crear un sistema con un concentrador es menor que al crear paneles solares convencionales.

Las células solares multicapa se han utilizado durante mucho tiempo en naves espaciales, pero ahora las estaciones solares ya se han lanzado en 18 países. Esto es posible al mejorar y reducir el costo de la tecnología. Como resultado, el número de países equipados con nuevas estaciones solares crecerá, y existe una tendencia a la competencia en el mercado de paneles solares industriales.

En segundo lugar están los paneles solares basados ​​en células solares Sharp de tres capas, cuya eficiencia alcanzó el 44,4%. El fosfuro de indio y galio es la primera capa de la fotocélula, el arseniuro de galio es la segunda, el arseniuro de indio y galio es la tercera capa. Las tres capas están separadas por un dieléctrico, que sirve para lograr el efecto de túnel.

La concentración de luz en la fotocélula se logra gracias a la lente Fresnel, ya que con los desarrolladores alemanes, la luz del sol se concentra 302 veces y se convierte mediante una fotocélula semiconductora de tres capas.

Sharp lleva a cabo continuamente investigaciones sobre el desarrollo de esta tecnología desde 2003 con el apoyo de NEDO, una organización de administración pública japonesa que promueve la investigación y el desarrollo, así como la difusión de tecnologías industriales, energéticas y medioambientales. Para 2013, Sharp logró un récord de 44.4%.

Dos años antes de Sharp, en 2011, la compañía estadounidense Solar Junction ya había lanzado baterías similares, pero con una eficiencia del 43.5%, cuyos elementos tenían un tamaño de 5 por 5 mm, y el enfoque también se hizo con lentes, concentrando la luz del sol 400 veces. Las células solares eran de tres uniones basadas en germanio, y el grupo incluso planeó crear células solares de cinco y seis uniones para capturar mejor el espectro. La investigación está en curso por la compañía hasta el día de hoy.

Por lo tanto, las baterías solares fabricadas en combinación con concentradores, que, como vemos, se producen en Europa, Asia y América, tienen la mayor eficiencia récord. Pero estas baterías están hechas principalmente para la construcción de plantas de energía solar terrestres a gran escala y para el suministro eficiente de energía de naves espaciales.

Recientemente, se ha establecido un récord en el campo de los paneles solares de consumo ordinario, que están disponibles para la mayoría de los que desean suministrarlos, por ejemplo, el techo de una casa.

A mediados del otoño de 2015, la compañía Ilona Mask SolarCity presentó los paneles solares de consumo más eficientes, cuya eficiencia supera el 22%.

Este indicador fue confirmado por mediciones tomadas por el laboratorio del Centro de Pruebas de Energía Renovable. La planta de Buffalo ya establece un plan de producción para cada día: de 9 a 10 mil paneles solares, cuyas características exactas aún no se han informado. La compañía ya planea suministrar al menos 200,000 hogares con sus baterías anualmente.

El hecho es que el proceso tecnológico optimizado permitió a la compañía reducir significativamente el costo de producción, al tiempo que aumentó la eficiencia en 2 veces en comparación con los paneles solares de silicio de consumo generalizados. Musk está seguro de que sus paneles solares serán los más populares entre los propietarios de viviendas en el futuro cercano.

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