Así es el ingenioso panel solar de doble cara que genera un 20% de potencia ocupando lo mismo

Los paneles solares han experimentado un notorio aumento en popularidad en España en los últimos años, ya que ofrecen beneficios económicos, como un ahorro en la factura de la luz; lo que ha llevado a cada vez más hogares del país a adoptar esta tecnología. Unos módulos fotovoltaicos que han ido evolucionando, con modelos que se instalan en vertical y en la valla del jardín o que se colocan directamente en el balcón; incluso existen otros con aspecto de teja. Pero la última gran innovación de esta industria es una placa solar de doble cara que genera más electricidad.

Un equipo de científicos del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de Estados Unidos han desarrollado un nuevo e innovador panel solar bifacial -o de doble cara- basado en perovskita que genera mucha más electricidad al aprovechar la luz del sol reflejada por la superficie del suelo que incide en la parte posterior del dispositivo. Un método que ofrece hasta un 20% más de potencia y que supone una alternativa para producir mayores rendimientos energéticos por menos coste y utilizando menos espacio.

Las placas fotovoltaicas bifaciales no son nuevas. Se tratan de módulos solares que se caracterizan por ser sensibles a la luz del sol por ambas caras, al contrario de lo que sucede con los paneles monofaciales, que son los más utilizados y que solamente captan la radiación solar por su parte delantera; ya que su parte posterior está cubierta con materiales opacos. Mientras que la zona trasera de las bifaciales está formada por una lámina transparente con vidrio templado doble, por lo que ambos lados reciben los rayos del sol. La gran novedad aquí es el uso de la perovskita como material semiconductor. 

Un 20% más de potencia

Los paneles solares de doble cara tienen un funcionamiento sencillo. Gracias a su parte trasera, que está cubierta por una lámina transparente con células fotovoltaicas, puede aprovechan la radiación reflejada; mientras que su zona superior capta la radiación directa del sol. En la actualidad los avances tradicionales se centran en mejorar la eficiencia del lado que mira directamente al sol de los módulos solares. Sin embargo, este nuevo enfoque podría aumentar la capacidad de captación de energía de las placas más allá de su límite teórico.

Y la clave está en la perovskita. Un material semiconductor que absorbe fotones -partículas de luz- de la radiación solar y, después, produce cargas eléctricas que son extraídas por los módulos fotovoltaicos para generar electricidad con una muy alta eficiencia. "Esta célula de perovskita puede funcionar muy eficazmente desde cualquier lado", afirma Kai Zhu, científico del Centro de Química y Nanociencia del NREL que dirigió la investigación, en un comunicado oficial.

Un panel facial. Marina Lohrbach/iStock Omicrono

De hecho, durante las pruebas realizadas por los investigadores este nuevo panel solar bifacial basado en perovskita demostró ofrecer una eficiencia muy mejorada desde ambos lados del panel. Las tecnologías actuales de células solares, que utilizan silicio como material semiconductor, poseen un índice de eficiencia de alrededor del 26% en la zona superior que da directamente al sol. Un dato que es superior al 23% alcanzando en la demostración de laboratorio por la cara frontal de la nueva placa.

Sin embargo, la parte trasera del panel solar bifacial basado en perovskita -un material que en los últimos años se ha convertido en un motor clave de los avances de los módulos fotovoltaicos- alcanzó una eficiencia de entre el 91 y el 93%; lo que ofrece hasta un 20% más de potencia total al recoger la luz solar reflejada por la superficie, como detallan los investigadores en su estudio titulado 'Highly efficient bifacial single-junction perovskite solar cells', que se ha publicado en la revista especializada Joule.

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Antes de construir este panel solar bifacial, los investigadores se basaron en simulaciones ópticas y eléctricas para determinar el grosor necesario del material semiconductor. La capa de perovskita frontal tenía que ser lo bastante gruesa como para absorber la mayoría de los fotones de una determinada parte del espectro solar, sin bloquearlos; mientras que la zona posterior de la placa tenía que tener el grosor ideal para minimizar la pérdida resistiva. Los científicos descubrieron durante las simulaciones que el grosor ideal de una capa de perovskita es de unos 850 nanómetros, que es muy poco si se compara, por ejemplo, con un cabello humano, que mide aproximadamente 70.000 nanómetros.

Ventajas del panel bifacial

Los paneles solares bifaciales ofrecen una gran variedad de ventajas. La primera de ellas y la más lógica es que, al producir electricidad por ambas caras, su rendimiento será mucho mayor que el conseguido por una instalación del mismo tamaño compuesta por placas monofaciales. Otra ventaja es que se puede utilizar en una gran variedad de lugares, como en sitios donde nieve mucho, desiertos o edificios o viviendas con techos blancos, gracias a la capacidad de los colores claros de reflectar la luz solar.

Asimismo, estos paneles solares también pueden servir como elementos estéticos o utilizarse como barreras o toldos. Sin embargo, y a pesar de que existan pruebas que respaldan su viabilidad comercial, por el momento aún no han conquistado el mercado. A esto hay que sumarle que los investigadores calculan que la fabricación de un módulo solar de perovskita bifacial costaría más, pero aseguran que con el tiempo podrían acabar siendo mejores inversiones financieras al generar más energía.

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