Startup española crea paneles solares que captan energía de noche

HEAT Energía crea paneles que generan energía renovable día y noche

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¿Qué es la innovación?

En términos generales, innovar es una acción de cambio que introduce una novedad, algo nuevo que responde al momento presente de una mejor manera. Por supuesto, no se trata de una reiteración, y es más que una mera actualización de ideas, enunciados o productos.

La innovación está en el núcleo mismo de definición de tecnología, ya que esta se caracteriza por un continuo avance en la creación de nuevos productos  –en muchos casos– a partir de la modificación de elementos ya existentes. Y en el futuro, estos productos también se verán sometidos a procesos de cambio, según las necesidades tecnológicas que pretendía cubrir.

La tecnología da respuesta a problemas latentes. Pero es del todo admirable cuando para esto se vale de algo que está frente a nosotros, algo que siempre ha estado allí. La luz del sol, claro: el día. Pero también la noche. Porque –si no lo sabías– en la oscuridad que abarca nuestras horas de descanso también se genera energía. Siempre ha sido así.

Lo nuevo es que ahora también podremos aprovecharla.

Panales solares de día… y de noche

No, no se trata de paneles solares y “lunares” Al menos, no exactamente. Se trata de un innovador producto que la startup española HEAT Energía diseña, fabrica y distribuye: paneles que generan energía renovable de día y de noche… ¡y sin baterías!

Los paneles solares están lejos de ser algo nuevo. Dispuestos hacia el cielo, captan la energía lumínica y la guardan en baterías solares que posibilitan su uso posterior, ya sea por las noches o períodos prolongados de mal tiempo, momentos en los cuales la energía solar resulta más bien exigua.

Las baterías solares son necesarias, y están presente prácticamente en todos los sitios donde haya paneles solares (fotovoltaicos). Pero se sabe también que toda batería es de por sí contaminante, que requieren de mantenimiento y suelen ser –además de caras– voluminosas y pesadas. Además, tienen un corto ciclo de vida –5 años, como promedio– lo cual exige un constante gasto para sus reemplazos.

¿Y si pudiesen quitarse esas baterías, y haciendo que estos paneles recolecten también energía por las noches?

Pues, dicho y hecho.

Finalistas de los Premios Everis (España) en la categoría de Tecnologías Industriales, HEAT Energía ha desarrollado paneles que captan la energía fotovoltaica de día, y del enfriamiento radiativo de noche.

La clave en todo esto son los llamados paneles de emisión, los cuales son los encargados de reemplazar las baterías, reduciendo el costo y el enorme impacto ecológico de estas. Los paneles de HEAT Energía captan la energía cuando esta fluye de una zona caliente a otra fría. En el caso del día y la luz del sol nos resulta evidente, pero también por las noches la tierra libera energía al universo. Este proceso ofrece una mayor cantidad de energía durante el día, por lo que el uso de un depósito térmico compensa ambas fases, ofreciendo una producción altamente estable.

De este modo, la energía captada (y aprovechada) resulta más estable, ya que no depende de las condiciones climáticas ni de la orientación de los paneles. En definitiva, hablamos de un potencial energético constante, renovable y –lo mejor de todo– posible de implementar a gran escala.

Un producto innovador, que aporta una solución al problema energético de forma sostenible y económica. Una muestra del buen estado de forma de las mentes creativas de España.

La creatividad unida a una solida formación científica ha hecho de la startup HEAT Energía digna de ser resaltada en nuestra sección Tech for Change, una plataforma donde tanto Digital Trends en Español como Digital Trends destacan los proyectos e ideas tecnológicas que buscan hacer el bien y brindar cambios positivos en la sociedad. Hoy vivimos un momento crucial en cuanto al desarrollo de energías respetuosas con el medio ambiente. Ya no valen las buenas intenciones, sino una acción clara y decidida. Y mientras algunos aún piensan cómo hacer las baterías más sostenibles, HEAT Energía parece optar por jubilarlas. Bien por ellos, y bien por todos nosotros.

California obliga a instalar paneles solares en las nuevas casas con una medida "histórica"

Esta resolución incrementaría el costo de construcción, pero esos gastos serían compensados con un menor costo en servicios.

California se ha convertido en el primer estado de EE.UU. que exigirá que las viviendas construidas a partir del 2020 cuenten con paneles solares.

En una votación de la Comisión de Estándares de Construcción de California, celebrada el 5 de diciembre, se ratificó unánimemente una resolución previa de la Comisión de Energía, que había estipulado hace una década que el estado debía usar más energías limpias.

"Estas cláusulas realmente son históricas y serán un ejemplo para el país", dijo Kent Sasaki, uno de los comisionados de los estándares de construcción californiano, citado por AP. "Es el inicio de una mejoría sustancial en cómo producimos energía y reducimos el consumo de combustibles fósiles", agregó.

Se estima que esta medida incrementará el costo de construcción de una casa unifamiliar en aproximadamente 10.000 dólares, pero esos gastos serían compensados con un menor costo de servicios a lo largo de los 30 años de vida de los paneles solares.

Perovskita, el material para hacer paneles solares más eficientes

Es química e investigadora del CONICET en la CNEA (Comisión Nacional de Energía Atómica). Se especializa en diseño y síntesis de nanomateriales aplicados a nuevas tecnologías fotovoltaicas

A nivel global, la mayoría de los paneles solares disponibles hoy en el mercado son de células fotovoltaicas de silicio. Sin embargo, investigadores de todo el mundo buscan alternativas que permitan, en algunas aplicaciones, reemplazar ese material. La gran pregunta es: ¿cómo fabricar celdas solares más baratas y eficientes?

Con perovskita. Es un mineral descubierto en 1839 por el geólogo alemán Gustav Rose. Su nombre es un homenaje al experto ruso en minerales Lev Perovski. En los últimos seis años se ha convertido en un material "prometedor" que permitirá crear celdas solares de forma más rápida (con menos pasos), entre otras virtudes. En la Argentina, diferentes científicos ya lo están estudiando.

En el marco de la segunda edición de Laboflash, flash de noticias de laboratorios de la UNSAM (Universidad Nacional de San Martín), destacados investigadores de la universidad expusieron su especialidad con un enfoque noticioso. Entre ellos, se destacó la científica María Dolores Pérez, quien no solo estudia la perovskita sino que trabaja en un laboratorio de la Argentina donde desarrollan, en el día, prototipos de celdas solares de ese material.

Dolores Pérez, científica argentina que estudia y desarrolla celdas solares de perovskita

Pérez es docente de UNSAM e investigadora del CONICET en la CNEA (Comisión Nacional de Energía Atómica). Se especializa en diseño y síntesis de nanomateriales aplicados a nuevas tecnologías fotovoltaicas. Sus investigaciones se centran en la aplicación de perovskitas híbridas en la fabricación de celdas solares.

La perovskita promete ser el material del futuro para fabricar paneles solares. Durante una charla con Infobae, Pérez brindó especificaciones y explicó cómo es su eficiencia y cuáles serán sus posibles aplicaciones.

—¿Qué son las perovskitas?

—Las perovskitas en sí mismas son un material. Son cerámicos, pero lo novedoso es que se ha encontrado un tipo especial de perovskita que se aplica en celdas solares.

Perovskitas

—¿Es un mineral?

—Sí, es un tipo de estructura cristalina. Las perovskitas son, esencialmente, un tipo de mineral. Sin embargo, las que sirven para energía solar no se obtienen naturalmente sino que se sintetizan químicamente. Los compuestos y las combinaciones de sustancia que se mezclen darán estas perovskitas, que pueden absorber luz visible, del sol, y transformarla en corriente eléctrica. Esto comenzó en el 2012, las eficiencias empezaron a escalar rápidamente y ya ahora, hasta fines del año pasado, llegaron rápidamente a cerca del 22,7% de eficiencia energética.

—¿Qué significa eso?

—Las celdas solares tradicionales son de silicio, o sea, las que estamos acostumbrados a ver en las plantas solares o en los techos, por ejemplo. El récord de eficiencia de celdas de silicio está en 25%, y éstas, en seis años, llegaron al 22,7%. Los paneles de silicio que se compran para poner en los techos están en el 12%. Hay mucho que optimizar para llevar a las perovskitas al mercado. Al silicio le llevó cuatro décadas llegar al 25%.

—¿Qué diferencias existen entre las celdas solares de perovskita, las de  compuestos orgánicos y las de silicio?

—Cualquier cosa que absorbe luz está absorbiendo energía. Luego, dependerá del material cómo use esa energía. Entonces, muchos estudiamos cómo encontrar qué tipo de colorantes podía absorber esa energía para convertirla en electricidad, qué combinación de colorantes se puede obtener. En toda esta rama de celdas solares con compuestos orgánicos, con pigmentos, las eficiencias no eran muy buenas. Si bien en poco tiempo aumentaron bastante, una vez que llegó el boom de las perovskitas, todos los que hacíamos orgánico nos pasamos a perovskitas. La verdad es que es un material muy prometedor. Para hacer los paneles de silicio, paneles muy pesados, hay que ir a la mina de cuarzo, extraerlo, procesarlo, purificarlo y después hacer la celda solar. Es un proceso muy caro.

—¿Cuáles son las virtudes de las celdas solares con perovskitas?

—Todo comienza en reactivos químicos, que se mezclan, se hace la película, con temperaturas no muy elevadas, 100 grados. Insumen menos energía. Las materias primas son muy abundantes y es más simple de trabajar, tienen menos pasos de procesamiento, lleva menos tiempo.

—¿Cuándo comenzó a investigar este material?

—Yo estudié Quimica en la UBA, hice mi doctorado en Estados Unidos (Southern California University). Mi ideal siempre fue poder aplicar la química a energías renovables. Entonces, me fui a hacer el doctorado, aplicando tintes, colorantes, para crear celdas solares. Hacía celdas solares orgánicas. Hace poco más de un año que comenzamos a estudiar las perovskitas, no podíamos quedar atrás. Aprendimos a conocer los métodos de preparación y fabricación. Y ahora tenemos avances de eficiencia, estamos en el 14%, que para nosotros es muy bueno. Todo este año fue para hacer celdas que funcionen, conocer el sistema, estudiar las propiedades, caracterizar los materiales, medir.

—¿Cómo es el trabajo de investigación y desarrollo de las celdas solares de perovskitas?

—Los chicos (son cuatro científicos) van al laboratorio un día, preparan las celdas y a la tarde ya están midiendo. Y las miden días subsiguientes. Cada vez que ellos van al laboratorio, preparan celdas solares. Si alguien quiere hacer una celda de silicio, no lo puede hacer en una tarde. Lleva un montón de procesos súper energéticos, equipamientos muy caros. Nosotros no los tenemos. Y tenemos un clima que no es favorable. Estas celdas se degradan con la humedad. Cuando hacemos la síntesis de la perovskista, si tenemos mucha humedad, estamos yendo en contra de lo que es la reacción que queremos. Pero logramos adaptar la síntesis de la perovskita para las condiciones ambientales en las que estamos en Buenos Aires.

—¿Qué sucede a nivel global con las investigaciones de celdas de perovskitas?

—Está en etapa de investigación, tiene cinco o seis años. Como ha dado tan buenos resultados se estipula que, en el mediano plazo, ya va a entrar en el mercado. Hay algunas empresas que están tratando de sacar prototipos, como Oxford PV, Saule Technologies y Toshiba. Pero todavía no existe uno para vender. Y en la Argentina no hay industria fotovoltaica, lo que hay son instalaciones.

—¿El costo de las placas solares de perovskita será más accesible que las placas de silicio?

—Sí, aunque todas las tecnologías tienen siempre esa curva de aprendizaje donde, al principio, son mucho más caras y después, a medida que la tecnología madura, los costos bajan. Con las celdas solares de silicio fue así y hoy están mucho más baratas que hace cinco o diez años. Entonces, no es solo la tecnología en sí misma sino el mercado y la capacidad instalada, eso define los precios también.

—A simple vista, ¿son distintas las placas de perovskitas que las de silicio?

—Sí. Además con la perosvskita se pueden pensar distintas aplicaciones. Primero, son películas mucho más delgadas, así que es posible aplicarlas sobre sustratos flexibles. Hay toda una rama de personas trabajando sobre celdas flexibles de perovskita.

Estudios de la eficiencia de celdas solares de perovskita, por el equipo de la científica Dolores Pérez

—¿Dónde se podrían aplicar?

—En dispositivos de consumo, indumentaria o en las cortinas, en blackouts, en ventanas… Las perovskitas se pueden trabajar con distintos colores. Se podría aplicar un determinado color para las fachadas de los edificios, para hacerlos más lindos, ¿no? Entonces, hacés un edificio agradable estéticamente porque son celdas coloreadas, y también estás generando energía. Además de ser flexibles, son mucho más livianas. Se podrían hacer mediasombras que cubran un estacionamiento con celdas solares. Podría pensar aplicaciones muy distintas a las de las celdas solares que usan ahora. Yo no lo veo tanto en una planta solar donde se cubren grandes extensiones de tierra. Lo pienso más como un consumible, una celda solar económica.

—¿Qué durabilidad tendrán?

—Tal vez no duren 25 años como las celdas de silicio, tal vez duren diez o cinco. Pero, de pronto, tenés una celda que en cinco o diez años la irás cambiando.

What Are Solar Panels Made Of?

Though just about everyone has heard of solar panels by now, not everyone knows what these interesting pieces of technology are actually made of.

Beyond a simple comprehension of what solar panels do, people are largely unaware of just how intricate they are and how advanced the technology behind them really is.

Most individuals are fine with just knowing that the panels are made of a special material that’s able to absorb and use the power of the sun, even storing it for use during periods when the sun isn’t shining, such as cloudy days and, of course, at night.

But if you really want to know more about solar panels and the materials that are used to construct them, read on to learn more.

 

The Materials that Make Up Solar Panels

Solar panels are made from a combination of two elements: silicon and silver.

Every solar panel is actually composed of many individual solar cells. The cells themselves are nothing more than pieces of silicon.

Thankfully, silicon is highly abundant in the environment, so environmentalists can rest easy knowing that the Earth isn’t being depleted of this important element.

Silicon in the solar cells is able to absorb the energy from the sun and actually convert that energy into electron energy.

Once the electrons begin flowing between the layers of silicon, it’s up to the conductor within the solar panel to actually use the energy that’s been generated.

Silver happens to be the element that’s most widely used in solar panels because almost all of the energy that’s generated from the solar rays which hit the cells can actually be used.

This results in less waste in terms of heat and energy.

The Anatomy of a Solar Panel

By connecting multiple solar cells to one another, more electricity and higher amounts of voltage are created. Once these are all connected together, they form a solar panel.

Facing these panels at the proper angle with the least amount of shade and the most amount of sun will guarantee that the most electricity possible is generated.

Once they’re placed on a building, they’re usually installed facing southward, or with an automatic rotation system to follow the arc of the sun.

The panels are also usually set up so that there’s an ample amount of space between the roof of the building and the panels themselves to prevent all of the heat that’s generated from becoming trapped and potentially hazardous.

The more panels that are installed, the more electricity that is generated from them.

 

More Complicated Than It Seems

While this very basic description of solar panels may make them seem like simple structures, they really are very complex.

In fact, engineers and scientists have to work extremely hard at making sure that the right materials are used in the right concentrations to make the solar panels work as effectively as possible.

This is why solar panels are so expensive (though the price is steadily dropping), as there has been a lot of research and hard work put into their design and manufacture.

However, they’re more than worth it for the money you’ll save on your energy bill each month.

Venderás la energía solar que generes en tu casa

Con la aprobación de este nuevo modelo de contrato, que aún se encuentra en discusión,  podrías ganar dinero al vender energía solar a los grandes generadores de energía en México.

Un nuevo modelo de contratación que está a discusión en la Comisión Federal de Mejora Regulatoria (Cofemer) podría abrir la oportunidad de cambiar el color de una buena parte de los techos de México y convertirlos en jardines solares fotovoltaicos que le vendan energía a los grandes generadores del país.

Se trata del Contrato de Interconexión para fuente de energía solar en pequeña escala, que entre otras modificaciones, abriría el mercado para que las empresas que instalan paneles solares en México puedan hacerlo en cualquier casa del país, y no sólo en aquellas que tienen el mayor consumo.

Cesar Hernández, subsecretario de Electricidad de la Secretaría de Energía (Sener) explicó que la medida se toma para que el modelo tenga muchas mayores opciones de contraprestación del servicio, es decir, que cualquier casa de México tenga distintas opciones para venderle a la Comisión Federal de Electricidad (CFE), hoy único suministrador de pequeña escala, la energía que genera en su techo.

“Creemos que hay varios modelos a nivel internacional que ya podrían aplicar en México como el hecho de que CFE te pague directamente la energía generada”, declaró.

Hoy lo que sucede es que los paneles solares fotovoltaicos pueden instalarse en los hogares de mayor consumo conocidas como Domésticas de Alto Consumo (DAC), esto porque es en este sector donde la inversión inicial de los paneles tiene una recuperación que en tiempo y en costo valen la pena.

Con la nueva Ley las empresas de este sector podrían venderle a cualquier techo de la República Mexicana, explica Jaime Martínez Soto, director del proyecto Terra, que ya cuenta con cerca de mil clientes en el año que lleva de inaugurada su empresa.

“Cómo cambiaría sería que cuando tú metes un kilowatt hora (KWh) a la red, yo CFE, te voy a pagar por ese kilowatt-hora. 

“Ahora, de dónde viene el inconveniente a la industria es que el KWh que te vende CFE en DAC está en 3.8 pesos y al que te lo compraría (proveniente de tu techo con paneles solares) es muy probable que esté por debajo de eso, entonces ahí como que le pierdes a cada KWH pero el beneficio es que te lo va a comprar, entonces ya no necesariamente es en DAC sino podrías empezar a instalar en una tarifa uno (en la que hay cerca de 20 millones de usuarios en vez de los 500 mil de alto consumo)”, indica Martínez.

Cuánto podrías ganar
Actualmente la mayoría de las empresas dedicadas a la instalación de paneles tienen una oferta que consiste en la instalación de entre seis y diez paneles solares, que tienen un costo de instalación cercano a los 10 mil pesos, por lo que la inversión inicial para una casa que gasta entre 2 mil y 4 mil pesos al bimestre en su recibo de luz sería de 80 mil pesos por ocho paneles, explicó Carlos Flores Macías, secretario de asuntos industriales de la Asociación Nacional de Energía Solar (ANES).

Para las casas con un consumo mayor al de 2 mil pesos como en el caso de DAC la utilidad neta es de 250 mil pesos en un periodo de 20 años.

Para ello es necesario contar con un espacio que puede ser un techo o un patio de más 15 metros cuadrados en donde sea posible instalar entre cuatro y seis paneles que miden en promedio entre 1.70 y 1.70 metros. La inversión se recupera en promedio entre 4.5 y 5 años.
Modelos de negocio

Para entrar al proyecto Terra, por ejemplo, se requieren cero pesos, pues su modelo de negocio consiste en rentar los paneles.
Diho contrato de interconexión también eliminaría la autoridad de CFE para realizar las interconexiones lo que atora en muchas ocasiones que haya más techos generando luz a través de la energía solar, lo que hoy “es un cuello de botella”, dijo Martínez.

Sin embargo, uno de los puntos que está sin definición es el fiscal, puesto que hoy nadie puede deducir de su casa el recibo de CFE, pero si entrara un ingreso por generar luz entonces sería gravable, lo que conflictuaría las transacciones.

¿Son rentables los paneles solares?

Una de las opciones que ofrecen las energías renovables, ante la continuada subida de la luz, son los paneles solares, pero, ¿Son rentables?

La factura de la luz no ha dejado de subir en los últimos meses y muchos consumidores se plantean el uso de las energías renovables para ahorrar en el gasto de electricidad.

De 2008 a 2015 la factura eléctrica ha pasado de los 515 euros a los 792 euros anuales, una subida del 53% en el peor momento para la sociedad española.

Una de las opciones que ofrece este tipo de energía son los paneles solares, pero, ¿Son rentables?

La inversión inicial en la instalación de los paneles es elevada, por lo que la amortización de este tipo de inversiones se calcula en un periodo de tiempo prolongado a lo largo de los años, recuerda BBVA.

La fiscalidad no ayuda

Aunque el autoconsumo no está grabado con impuestos, el conocido como impuesto al sol, lo cierto es que tampoco se incentiva fiscalmente. Es en el caso de tener un exceso de producción y querer vender dicha energía sobrante a la compañía eléctrica donde ha dejado de ser rentable. Los costes añadidos de mantenimiento de la red, así como los impuestos por la producción de energía, evitan que los consumidores tengan la tentación de instalar más paneles de los que realmente necesitan.

El límite para no pagar impuestos por el autoconsumo está en los 10 kW.

Un ahorro importante a largo plazo

La instalación de paneles solares sin baterías puede rondar los 600 euros, para una potencia de 245 W. La producción anual con este tipo de placas sería de unos 350 kWh al año que sería lo que nos ahorramos, lo que tendríamos que multiplicar por el coste del kWh que varía en función del tiempo. Puede estar alrededor de los 55 euros al año, según calcula BBVA, por lo que el plazo de amortización serían 11 años.

La placa solar tiene una garantía de 25 años, de modo que el ahorro total que nos supondría su instalación sería de 770 euros en 25 años.

Según los datos de las propias compañías eléctricas, se pueden reducir los gastos alrededor de 500 euros al año, con un ahorro de 36% de la energía consumida, suministrando la mayor parte de dicha energía consumida en un hogar entre las 8 de la mañana y las 5 de la tarde.

Las baterías nos permiten reducir la potencia contratada con la compañía suministradora. La energía acumulada se utiliza de forma complementaria cuando tenemos picos de potencia, permitiendo contratar una inferior, con el consiguiente ahorro anual. Esto implicaría un coste adicional en forma de impuesto. Sí resultan muy rentables si no estáis conectados a la red eléctrica, ya que permite la independencia energética. Tampoco habrá que pagar ni tarifa fija ni gastos corrientes, sólo los derivados del mantenimiento de la instalación.