Concentradores solares para lograr células fotovoltaicas con un 35% de eficiencia

Los sistemas de concentradores fotovoltaicos captan y concentran la luz del sol por medio de lentes y la enfocan sobre diminutas células solares. Un concepto que permite el uso de materiales de alto costo y de alta eficiencia ya que la concentración de los rayos reduce el área requerida por cada célula solar.

Con el objetivo de producir y comercializar módulos y sistemas de concentradores fotovoltaicos ha sido creada recientemente en la ciudad alemana de Friburgo, Concentrix Solar GmbH, participada por el Instituto Fraunhofer de Investigación Solar ISE.

Las bases tecnológicas radican en los módulos FLATCON, desarrollados por el Fraunhofer ISE, que unen células solares de alta eficiencia con tecnologías modular y óptica a bajo costo. “Los sistemas de concentradores fotovoltaicos tienen el potencial de reducir considerablemente los costes de producción en plantas eléctricas de gran potencia en regiones con abundante sol”, explica el director ejecutivo de la empresa Hansjörg Lerchenmüller. “Actualmente estamos realizando una producción piloto de módulos de concentradores FV para después lanzar proyectos de demostración a gran escala”.

La idea de trabajar con concentradores solares no es nueva. De hecho, ya se han obtenido grandes avances en el rendimiento de células de alta eficiencia basadas en semiconductores III-V. Andreas Bett, director de proyectos del Fraunhofer ISE y uno de los creadores de la tecnología FLATCON, ve un gran potencial en la mejora del rendimiento por módulo. “Los prototipos actuales alcanzan ya un rendimiento de alrededor del 23%. Con nuestra célula solar de 35% de eficiencia, recientemente desarrollada, pensamos alcanzar un rendimiento real por módulo de hasta un 28%”.

Pensadas para plantas de gran potencia
El módulo FLATCON se compone básicamente de una caja de vidrio que lleva en su parte superior lentes tipo Fresnel de 4x4 cm que concentran la luz solar a 500 soles y la dirigen a su parte inferior sobre células instaladas de alta eficiencia de 2 mm de diámetro. Los módulos siguen al sol en dos ejes, así el centro focal de la lente se encuentra todo el tiempo en el área activa de la célula solar.

Un sistema FLATCON se compone de una gran cantidad de módulos, cada uno se encuentra instalado sobre una unidad de seguimiento llamada Tracker. En Concentrix Solar GmbH piensan que esta fabricación industrial se perfila, sobre todo, para plantas de potencias que van desde 100 kW hasta varios MW, en regiones altamente soleadas, ya que los costos de producción dependen mucho de la radiación solar disponible en una región.

En lugares con condiciones de radiación solar como Munich, Friburgo o París los sistemas FLATCON no pueden competir con los clásicos módulos de silicio. No obstante, en lugares del sur de Europa los costes son más favorables que las opciones convencionales. Un análisis de costes mostró que clientes de zonas idóneas de España pueden lograr un ahorro de más de un 15%. En regiones con una alta radiación solar directa, como en zonas del desierto en el norte de África o en Estados Unidos, el ahorro llega hasta un 20%.

Más información:
www.ise.fraunhofer.de