El cambio climático amenaza eficiencia de paneles solares: estudio del MIT revela impacto

Investigadores del MIT presentan una proyección simple del impacto del cambio climático en el rendimiento de células fotovoltaicas de silicio.

En promedio, la salida de la célula fotovoltaica disminuye 0,45% por cada grado de aumento de temperatura.

La salida de células solares cae al calentarse

Un panel solar está compuesto por múltiples unidades menores llamadas células fotovoltaicas. Estas funcionan permitiendo que fotones (de la luz solar) liberen electrones de átomos, creando corriente eléctrica.

Al hacerlo, también crean «huecos» cargados positivamente en el material, que fluyen en dirección opuesta a los electrones. La eficiencia depende de qué tan rápido los electrones se recombinan con huecos. Cuanto más rápido se recombinan, menor la salida porque los saca de la banda de conducción.

La tasa de recombinación es proporcional a la temperatura. Esto significa que a medida que el entorno se calienta, la salida del panel solar disminuye.

Al aumentar temperaturas casi en toda la Tierra, se espera que la eficiencia de células solares disminuya en todas partes. Sin embargo, algunas regiones lo harán mejor que otras. Según investigadores, las más afectadas (peores) son Asia Central, África Austral y sur de EE. UU.

Referencia: arXiv:1908.00622

Cálculos muestran que, en promedio, la salida de la célula fotovoltaica disminuye 0,45% por cada grado de aumento de temperatura. La producción de energía de instalaciones fotovoltaicas de silicio disminuirá casi 15 kWh/kWp, con algunas áreas experimentando pérdidas hasta 50 kWh/kWp.

Los investigadores también crearon un mapa global para mostrar la magnitud del cambio en producción energética en cualquier región.

Cambio global estimado en producción energética para instalaciones fotovoltaicas de silicio en el siglo XXI

Es solo una figura representativa

Los investigadores mencionaron que la marca -0,45%/K es solo un valor representativo. Avances en ciencia de materiales podrían cambiar sustancialmente estos números en el futuro.

Por ejemplo, materiales con mayor banda prohibida, como telururo de cadmio, tienen una caída mucho menor en producción energética. Así, futuras instalaciones solares podrían ser más robustas ante alteraciones de temperatura.

Además, el calentamiento global no es el único factor que reducirá la eficiencia de células solares. Variaciones en insolación y humedad, en particular, afectarán la luz solar que llega al panel. Necesitaremos considerar todos estos factores al planificar sistemas de energía verde renovable para el futuro.