Plásticos para ‘abaratar’ el sol

La Universidad de Murcia y la Universidad Politécnica de Cartagena trabajan juntas en busca de células solares de última generación

Existe un interés global por el desarrollo de la energía fotovoltaica, ya que el acceso a la energía es uno de los asuntos que más preocupa a gobiernos de todo el mundo. Se calcula que, actualmente, casi un cuarto de la población mundial no dispone de electricidad e incluso se sabe que, aún mejorando a buen ritmo como ocurre en África, Asia o América Latina, dentro de veinte años seguirán quedando en torno a 1.400 millones de personas sin acceso a ella.

«Un problema grave si se tiene en cuenta que está demostrado que el nivel de vida de las personas mejora considerablemente con un mínimo acceso a la electricidad», como explica el profesor de Física de la Universidad Politécnica de Cartagena, Antonio Urbina.

“Han desarrollado nuevas técnicas que
permiten fabricar placas a muy bajo
coste y reciclables”

En su opinión, «si se tiene en cuenta que el uso de combustibles fósiles utilizados actualmente (petróleo, carbón,…) es limitado y no renovable y que, además, se ha identificado como una de las principales causas del cambio climático, el futuro de la electricidad pasa obligatoriamente por la utilización de las energías renovables».

Su grupo se ha centrado en la investigación relacionada con energía solar fotovoltaica: la que transforma la luz del sol directamente en energía eléctrica, sin pasar por ningún intermediario.

Trabajan desde hace más de 10 años en colaboración con la Facultad de Informática de la Universidad de Murcia, así como con el Departamento de Física de la misma institución. Una simbiosis que está resultando realmente beneficiosa, ya que supone relacionar investigación básica y experimental, además de disponer del doble de instalaciones a su servicio.

Llevan a cabo dos líneas principales de investigación. La primera de ellas se centra en el desarrollo de nuevos materiales, y para ello se apoyan en el grupo DIANA (Dispositivos, Investigación y Aplicaciones en Nanociencia), que dirige Jaime Colchero en la UMU, y persiguen la fabricación de módulos solares más baratos y eficientes.

En energía fotovoltaica se habla de tres generaciones de módulos: los de silicio, con una eficiencia cercana al 20%; los de lámina delgada, eficientes al 15% pero más ligeros y económicos; y los de tercera generación, fabricados con aleaciones de distintos materiales, más caros pero con una eficiencia cercana al 40%, utilizados para suministrar electricidad generada a partir de la luz solar en los satélites que orbitan la Tierra. Finalmente, hay tecnologías emergentes, basadas en materiales plásticos, que aunque con una eficiencia menor (las mejores han alcanzado actualmente en torno al 10%), podrían ser fabricadas a muy bajo coste.

Cámara de ultra alto vacío

La cámara de ultra alto vacío ofrece la posibilidad de producir materiales de muy alta pureza, dado que en su interior se consiguen unas condiciones especiales y muy controladas de presión, temperatura, humedad…

Actualmente, ya han conseguido buenos resultados, por lo que el siguiente objetivo es producir esos materiales al aire y mediante técnicas más simples, sin perder su nivel de precisión. Un proyecto en el que participa también el físico de la UPCT José Abad.

Las nuevas técnicas desarrolladas les permitirían, según el investigador, «fabricar células solares de plástico, con una eficiencia de entre el 10% y el 15% pero cuya fabricación es muy económica, basadas en la impresión de polímeros sobre bases flexibles, que además serían reciclables».

En la segunda línea de trabajo, los investigadores se esfuerzan por mejorar los sistemas fotovoltaicos construidos para paneles solares de primera (silicio) y segunda (CdTe) generación, con el fin de optimizar su eficiencia. Para ello, «la UMU hizo una apuesta muy importante al instalar en sus terrenos el parque fotovoltaico más importante de España en una universidad», destaca Antonio Urbina. «Se trata de unas 20.000 placas solares, capaces de generar dos megavatios de potencia, procedentes de diferentes lugares (China, España, Canadá, Estados Unidos,…) para disponer de una muestra variada que les permita comparar resultados».

Con la colaboración de la Facultad de Informática de la UMU, muchos de esos paneles se encuentran monitorizados desde hace cinco años, lo que, según Urbina, «les facilita una amplia recogida de parámetros, fundamentales a la hora de perfeccionar su funcionamiento».

Ambas colaboraciones podrán consolidarse en el futuro en el marco del Campus Mare Nostrum, lo que daría mayor visibilidad internacional a estas investigaciones en energía solar fotovoltaica y permitiría hacer de la Región de Murcia un nexo de unión entre Europa, Asia y América Latina, continentes en los que ya hay convenios educativos que están permitiendo el intercambio de estudiantes de máster y doctorado.

EL FUTURO LABORAL DE
LAS ENERGÍAS RENOVABLES

La UE definió en la conferencia europea de Berlín (2004) unas metas ambiciosas en las que señalaba que el porcentaje de energías renovables dentro de sus fronteras deberá cubrir un 20% del consumo total de energía en 2020. Además, el Consejo Europeo de marzo de 2007 aprobó un plan energético que obliga a recortar el 20% de las emisiones de dióxido de carbono de la UE antes del año 2020 y a consumir más energías renovables para que representen el 20% del consumo total(contra el 7% en 2006). Teniendo en cuenta ambas decisiones, diversos estudios señalan que, antes de esa fecha, se van a necesitar más de 180.000 personas cualificadas para trabajar en el ámbito de la energíafotovoltaica en Europa. Antonio Urbina apunta
que «esa formación aún está por impartir y que no hay muchos centros que lo estén haciendo». Para hacer frente a esta carencia, la UPCT ya cuenta con un Máster Universitario en Energías Renovables y con un programa de doctorado en el mismo campo. Su objetivo es, precisamente, formar a titulados medios y superiores, así
como a profesionales del sector que quieran aumentar su especialización y estén interesados en las energías renovables, en concreto, en las energías de mayor aplicación, como pueden ser la solar, la eólica, la fotovoltaica, la biomasa o la hidráulica, así como otras tecnologías emergentes ligadas a la generación de hidrógeno.