Las células solares o células fotovoltaicas convierten directamente la luz del sol en energía eléctrica basándose en el efecto fotovoltaico. Los concentradores fotovoltaicos (CPVs-Concentrating Photovoltaics), concentra la radiación solar en una célula fotovoltaica altamente eficiente.

Esta tecnología ha ido evolucionando en los últimos años hasta conseguir unos paneles o colectores solares el doble de eficientes que los paneles convencionales. Sus impulsores aseguran que en pocos años las placas solares de concentración producirán energía más barata que la fotovoltaica actual, aunque señalan que para ello necesitarán un mayor avance tecnológico además de unas condiciones más favorables y un marco legal adecuado.

Por otro lado, un uso más extendido de este tipo de energía contribuiría a reducir las emisiones de millones de toneladas de CO2.

Nueva Generación de Paneles Solares

Los nuevos paneles o colectores solares están formados por unas complejas células solares fabricadas con materiales semiconductores compuestos, como el arseniuro de galio en vez de en el tradicional silicio, y que se llevan utilizando desde hace años en los paneles de satélites y naves espaciales.

Esta nueva generación de paneles solares permiten aprovechar hasta un 40% de la radiación solar, que supone el doble que los paneles solares tradicionales, que sólo consiguen una eficiencia de entre el 12% y el 20%.

Sin embargo, debido a que los materiales que se utilizan todavía son muy caros, se utilizan células muy pequeñas (entre 2 mm2 y 2 cm2) que a través de diversos elementos como lentes, espejos y prismas concentran los rayos solares sobre las células, consiguiendo ampliar hasta mil el nivel de radiación solar, produciendo de este modo más energía.

Estas lentes y espejos que forman los seguidores solares o helióstatos también contribuyen a aumentar el coste. No obstante, la creciente expansión del mercado de este tipo de tecnología, así como el continuo desarrollo de los sistemas solares de concentración que incidirá en una mejor eficiencia, contribuirán a una considerable reducción de costes.

Así pues, desde organizaciones como CPV Today – creada para generalizar este sistema, calculan que esta nueva generación de células solares podría alcanzar una eficiencia del 50% antes del 2015, lo que abarataría su coste en un 62%.

Usos de las CPV

Desde hace bastantes años las CPV se está aplicando esta tecnología en la investigación espacial, en los paneles de las naves espaciales y los satélites, que requieren de unas placas eficientes y con una superficie lo más reducida posible.

En Tierra, el uso de estas nuevas placas está más bien dirigido a un uso a nivel industrial. Para ello se construyen plantas con gran cantidad de placas solares, consiguiendo potencias de más de 100 megavatios. La energía producida se puede suministrar directamente a la red eléctrica o usarse para producir hidrógeno, una de las grandes promesas de las energías limpias.

También pueden utilizarse como las fotovoltaicas actuales, de forma individual, con una potencia de unos pocos kilovatios, aunque técnicos en la materia no consideran que sea la opción más interesante para esta tecnología.

Algunos Inconvenientes por Resolver

Esta tecnología actualmente ve limitada su expansión comercial debido a una serie de factores, como es el hecho de que el funcionamiento de las células sólo sea adecuado en días despejados y con radiación directa, reduciendo su uso óptimo a lugares muy soleados y situados en el ecuador del planeta.

Otro factor a mejorar son las pérdidas de eficiencia al concentrar la radiación solar sobre el concentrador.

España entre las Pioneras

España ocupa el tercer lugar detrás de EE.UU. y Alemania en este ámbito, tanto en investigación y desarrollo como en implantación de plantas solares fotovoltaicas de concentración.

Un ejemplo es el Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (ISFOC) en Puertollano (Ciudad Real), un centro de I + D pionero en el mundo que cuenta con la colaboración de varias empresas, universidades e instituciones,entre otras el Gobierno de Castilla-La Mancha o el Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid y financiado parcialmente por el Ministerio de Educación y Ciencia.

Hay varias plantas en España en funcionamiento con una potencia de unos 15 MW y conectadas a la red, donde se prueban las diversas tecnologías disponibles, con uso de células de silicio así como células de alta eficiencia.

Un ejemplo es la empresa Guascor Fotón, que con la ayuda del Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía (IDAE), cuenta con un panel de concentradores de células de silicio de 200 m2 y tienen una concentración de 400 soles (40 vatios por cm2). Los paneles están conectados a la red de Iberdrola, siendo pionera en Europa en poner en marcha una instalación comercial de este tipo.

Futuro de esta Tecnología

Los costes actuales de estas paneles son similares a los de la energía fotovoltaica convencional, aunque desde ISFOC estiman que en corto plazo, gracias al desarrollo tecnológico, una normativa adecuada y un crecimiento del mercado harán esta tecnología más competitiva, llegando incluso a ser más económica que la fotovoltaica actual.

Que esta tecnología está en plena ebullición lo prueba la masiva asistencia de expertos internacionales a los más recientes congresos sobre el sector.