México tiene una ubicación privilegiada para el aprovechamiento de la energía solar a través de las celdas solares, según detalla el artículo “Beam solar irradiation assessment for Sonora, México”, publicado en la revista Energy Procedia. El escrito señala que el recurso solar promedio diario en todo el territorio mexicano es de aproximadamente 5.5 kilovatios hora (kWh) por cada m².
Como ejemplo señala que, si en México se aprovechara la radiación solar que recibe el 1% del territorio de Sonora, se podría abastecer de energía eléctrica a todo el país. Para ello se requiere de celdas solares más eficientes, sustentables y económicas, además de una política pública que favorezca el consumo de la energía solar.
El estudio también determinó que la cantidad de radiación solar que recibe México en dicho estado es una de las más altas a nivel mundial, con un promedio de 7.8 kWh por cada m². Esto supone un excelente valor para el aprovechamiento de energía solar, pues se podrían obtener diez mil 249 megajoules por m² al año.
No obstante, en ciertas zonas desérticas, como las de Baja California, Sonora, Chihuahua, Durango, Zacatecas e Hidalgo, la radiación solar es muy superior. Aunque México tiene una ubicación privilegiada para el aprovechamiento de la energía solar, la explotación aún es incipiente.
De acuerdo con el estudio “Prospectiva del Sector Eléctrico 2013-2027”, realizado por la Secretaría de Energía (SE), en 2012 Alemania generó alrededor de 35 teravatios hora (TWh), pese a que el recurso solar que recibe es mucho menor que el de México.
Celdas solares y su evolución
José Luis Maldonado Rivera, académico del Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), señala que las celdas solares de silicio cristalino son llamadas de primera generación y se usan en las azoteas. Explica que tienen gran aceptación, pero su fabricación implica un alto costo, no son transparentes, tienen poca flexibilidad y considerable peso.
Existen las de segunda generación, más delgadas, hechas de cobre, indio, galio y selenio. Tienen mayor flexibilidad estructural, pero menor eficiencia energética. Actualmente en el CIO se trabaja en el desarrollo de las celdas de tercera generación, que contienen átomos de carbono en sus estructuras, además de compuestos híbridos (es decir, orgánicos e inorgánicos).
Estas celdas son más ligeras, semi transparentes y semi flexibles, lo cual ayudará a que se puedan usar en ropa, accesorios, ventanas de edificios, entre otras. Pese a estas grandes ventajas, presentan ciertos desafíos, como incrementar su eficiencia, aumentar su durabilidad, y volver más fácil y económica su producción, subrayó el especialista.
Hoy en día, las celdas solares de primera generación operan con eficiencias de conversión eléctrica superiores al 25% y con un tiempo de vida de 25 años, mientras que las realizadas con perovskitas generalmente tienen una eficiencia de 16.5%; no obstante, en diversos laboratorios ya se ha alcanzado una eficiencia de 24%.
Actualmente, en México hay varios grupos de científicos y científicas que trabajan en el desarrollo de innovaciones de celdas solares de tercera generación que han logrado eficiencias de conversión superiores a 18%.
Beneficios de las celdas solares
Es la fuente de energía más limpia y no pone en peligro ni incrementa el calentamiento global, debido a que no produce gases de efecto invernadero ni subproductos peligrosos para el medio ambiente.
Además de ser renovable, tiene un bajo costo de aprovechamiento tras la inversión inicial en la fabricación de los componentes y la instalación (que es la que puede resultar más costosa).
Se puede producir energía limpia que resulta más económica que la que se adquiere por medio de la red. Es una fuente de energía ilimitada y está disponible en todo el planeta, por lo que se convierte en la mejor forma de suministrar electricidad a lugares aislados, donde el costo de instalar líneas de distribución de electricidad es demasiado alto.
La tecnología permite convertir la energía solar en electricidad por medio de dispositivos fotovoltaicos y de energía solar térmica; contribuye al desarrollo sostenible, genera empleo en las zonas donde se instala, reduce el uso de combustibles fósiles y las importaciones energéticas.