Revelando el poder de la fotovoltaica avanzada: Tecnologías revolucionarias y perspectivas de futuro
Una célula fotovoltaica, también denominada célula solar, es un dispositivo no mecánico con la capacidad de convertir la luz solar directamente en electricidad. Los sistemas fotovoltaicos están fabricados con material semiconductor; los fotones (luz solar) que inciden en la superficie del material semiconductor se reflejan o son absorbidos por este. Los fotones absorbidos (luz solar) se convierten en electricidad.
La eficiencia de la conversión de la luz solar en electricidad ha aumentado a lo largo de las décadas. En comparación con el 10% de eficiencia en la década de 1980, la tasa de conversión se acerca al 20% en la actualidad con los módulos de última generación. En nichos de mercado, como los satélites espaciales, las células fotovoltaicas han alcanzado el 50% de eficiencia.
Actualmente, las células solares fabricadas con semiconductores monocristalinos III-V son las más eficientes en la conversión de la luz solar en electricidad, y están construidas con elementos como el galio y el indio. Son mucho más caras en comparación con otras tecnologías. Por el momento, las células fotovoltaicas adolecen de un alto coste de producción y eficiencia en la conversión de electricidad. Las organizaciones están buscando formas de reducir los costes de producción asociados a las células fotovoltaicas y métodos innovadores para hacer que la tecnología sea más práctica en su uso, lo que da como resultado el desarrollo de soluciones fotovoltaicas avanzadas.
La perovskita es el material solar más nuevo cuya estructura cristalina es ideal para la absorción solar. Las células de perovskita funcionan mejor que el silicio a intensidades de luz más bajas, en días nublados, lo que permite una mayor tasa de conversión. Otra ventaja de las células de perovskita es que pueden producirse en arquitecturas de capas muy finas con un alto nivel de transparencia, lo que proporciona una gran oportunidad con respecto a la creación de diseños de paneles flexibles. Son una opción comparativamente más barata y están disponibles en abundancia, lo que permite producir energía solar de bajo coste.
Cuota de mercado por aplicación: el mercado fotovoltaico se divide en los segmentos de servicios públicos, residencial y comercial. En el año 2020, los servicios públicos tenían la mayor cuota de mercado, con un 38,2%, y se espera que la aplicación residencial tenga la mayor tasa de crecimiento durante el periodo previsto.
Por región geográfica: Se prevé que Asia-Pacífico lidere el mercado fotovoltaico de 2020 a 2025, la adopción en los mercados de China, India y Japón está impulsando el crecimiento del mercado. Para 2035, para cumplir el objetivo de que el 20% de la energía mundial sea impulsada por la energía solar, la nueva capacidad de fabricación de módulos fotovoltaicos debe crecer al menos 5-10 veces.
Desafíos: La falta de suelo operativo es otro de los principales retos para el crecimiento del mercado, aparte del elevado coste de producción y la baja tasa de absorción o conversión de la radiación solar. Los sistemas fotovoltaicos requieren grandes extensiones de terreno, lo que plantea problemas de degradación del suelo y pérdida de hábitat.
Tecnologías fotovoltaicas avanzadas
Vidrios concentradores solares– Los concentradores solares luminiscentes (LSC) son una pieza transparente de plástico o vidrio que tiene la característica de poder capturar la luz solar y concentrarla a lo largo de sus bordes. Los LSC pueden utilizarse para crear superficies transparentes, y pueden utilizarse en campos agrícolas.
Paneles solares curvos– Los paneles solares curvos se crean con el propósito de aumentar la cantidad de energía solar capturada y se ha demostrado que capturan la luz solar de forma más eficiente que los convencionales en días nublados.
Paneles solares antirreflectantes– Se trata de vidrios omnidireccionales antirreflectantes que facilitan la transmisión en todo el espectro en todos los ángulos. Cosechan la energía solar que de otro modo se perdería debido a la reflexión.
Aplicación de la fotovoltaica avanzada
Agrofotovoltaica– Se ha dicho que con la ayuda de la agrofotovoltaica, la productividad mundial de la tierra podría aumentar entre un 35 y un 73%. El concepto detrás de la agrofotovoltaica es que los paneles solares y los cultivos alimentarios se combinan en la misma tierra para maximizar el uso de la tierra. Según las investigaciones realizadas, la productividad de la tierra aumenta en un 60% con el uso del sistema agro fotovoltaico.
Flotovoltaica– También denominada FV flotante, es un nuevo método para la instalación de paneles solares en el agua. Podrían ser de naturaleza modular en lugar de estar fijados en el suelo y pueden formar grandes estructuras manteniendo la configuración geométrica. La eficiencia ha demostrado ser un 8-10% mayor en comparación con los paneles solares terrestres
Rastreadores fotovoltaicos– También denominados rastreadores solares, son dispositivos que siguen al sol a medida que avanza el día. Con la ayuda de los rastreadores fotovoltaicos, los paneles solares pueden ajustarse para seguir la trayectoria del sol, aumentando la eficiencia de la absorción de la luz solar.
Necesidad de la fotovoltaica avanzada
Décadas de estudios han establecido que las principales fuentes de producción de energía tienen un enorme impacto en el medio ambiente, siendo un gran contribuyente al cambio climático. Sin embargo, el consumo de energía no puede reducirse para mitigar estos efectos, al contrario, con el creciente mundo en desarrollo, el consumo de energía sólo va a aumentar.
Todos los países se han fijado obligaciones para reducir su dependencia del carbón con el fin de hacer sostenible el consumo de energía, las tecnologías fotovoltaicas se han vuelto muy cruciales junto con otras soluciones de energía renovable. Sin embargo, por el momento existen algunos retos en la adopción de estas tecnologías, entre ellos el elevado coste de producción, la baja eficiencia de conversión y las enormes necesidades de terreno. Las empresas están desarrollando soluciones innovadoras para resolver estos problemas y han tenido éxito en muchas ocasiones. Sin embargo, es necesario un avance continuo en las tecnologías fotovoltaicas para la aplicación generalizada de estas tecnologías en diferentes sectores.
Autor: Abhishek Saini
Para más detalles, póngase en contacto con:
UnivDatos Market Insights
C80B, Sector-8, Noida,
Uttar Pradesh 201301
Para consultas relacionadas con las ventas, póngase en contacto con nosotros en [email protected]