#GaiNagusiak

Eguzki-energia fotovoltaikoa eta nanozientzia Cidemcon

Noiz argitaratua: 06/10/25 | Kategoria: Ikerketa | Gaiak: #Ingurumena #Teknologia
 None

Cidemco zentro teknologikoko energia-eraginkortasunaren sailean, besteak beste, energia berriztagarrien (eguzki-energia fotovoltaikoa, eguzki-energia termikoa, eguzki-energiaren bidezko hozte-sistema eta bioerregaiak) inguruko hainbat ikerketa-proiektu garatzen dihardute. Gaur egun, eguzki-energia fotovoltaikoaren ikerketak bi arlotara bideratzen dituzte Cidemcon: batetik, eguzki-energia fotovoltaikoa eraikuntzan txertatu nahi dute, eta bestetik, eguzki-energia elektrizitate bihurtzeko prozesuak atomoen mailan optimizatu nahi dituzte. Azken horretarako, nanozientzien eta nanoteknologiaren alorrean aski ezagunak diren teknika teorikoak eta esperimentalak erabiltzen dituzte.

Maila teorikoan, material erdieroale berriak garatu nahi dituzte, fisika kuantikoan oinarritutako simulazio konputazionalaren metodo aurreratuak erabilita. Material berri horiek energia-maila optimizatuak izango dituzte, elektrizitatea ekoizteko. Material horiei bitarteko bandadun erdieroale deritze, eta egokiak izan daitezke eraginkortasun handiko zelula fotovoltaikoak ekoizteko.

Bitarteko bandadun erdieroale horiek energia-maila osagarri bat dute beren energia-mailen egituran –banda-egitura–. Hala, besteetan aprobetxatu ezingo liratekeen eguzki-fotoiak erabiltzen dira elektrizitatea sortzeko. Beraz, eguzki-fotoi horiek guztiak aprobetxatuz gero, eguzki-energia energia elektrikoa bihurtzeko prozesuaren eraginkortasuna handituko litzateke, betiere ezaugarri horiek dituen materiala aurkituz gero. Teorian, % 63ko eraginkortasuna lortuko litzateke mota horretako zelulak erabiliz.

Material erdieroale berrien garapenera bideratutako oinarrizko ikerketa egin behar da, beraz. Material horiek egun merkatuan dauden eguzki-zelula fotovoltaikoek baino eraginkortasun handiagoa duten zelulen oinarri izango dira.

Halaber, zelula fotovoltaikoen industriako oinarrizko bi produkturen hobekuntzan dihardute lanean, ikuspuntu esperimentalago batetik: panel fotovoltaikoak biltzen dituen beira eta kapsuletan sartzeko erabiltzen den binilo etileno azetato kopolimeroa (EVA). Lan hori guztia beiraren sektoreko enpresa garrantzitsu batekin eta EVAren Europako ekoizle eta banatzaile den enpresa nagusiarekin elkarlanean egiten dute. Gainera, lan zientifikoa hainbat unibertsitaterekin etengabeko elkarlanean egiten dute.

Oro har, eguzki-zelulek egitura hau dute: beira-EVA-erdieroalea-EVA-atzealdeko xafla (ikus 2.irudia). Panel fotovoltaikoetan gehienbat beira tenplatua eta oso gardena erabiltzen da –alegia, burdin gatz gutxi dituena–. Argiaren % 91 igor dezake, 3-4 mm lodi da, eta ahalik eta argi gutxien islatzeko eta material erdieroalera argiaren igorpena errazteko egituratzen da. Kapsuletan sartzeko erabiltzen den EVA optikoki gardena izateaz gain, egonkorra da tenperatura altuetan eta erradiazio ultramorearen dosi handietan.

Helburua da beirari eta EVAri hainbat printzipio aktibo gehitzea, zelulak erradiazio erasotzailearen aurrean duen erantzuna hobetzeko. Horretarako, material optimoen oinarrizko ikerketa egiten dute hainbat espektroskopia-teknika erabiliz, Kantabriako Unibertsitatearekin eta Euskal Herriko Unibertsitatearekin batera. Halaber, hainbat enpresak material horien inplementazio optimoaren azterketa eta gainerako osagaiekin (batez ere EVArekin) izan ditzaketen elkarrekintzak aztertzen dituzte. Cidemco zentro teknologikoan moduluetan txertatzen diren osagai horien portaera ikertzen eta horien eraginkortasuna neurtzen dute.

Gainera, sistema berri horien portaera aztertu nahi dute eguzki-argi kontzentratuaren eraginpean. Trantsizio elektronikoak ez-linealak dira oso, eta, ondorioz, eguzkiaren argi kontzentratua erabilita, sistema berri horien eraginkortasuna nabarmen handitu daitekeela uste dute adituek.

Horretarako, eguzkiaren argia kontzentratzeko sistema bat garatzen dihardute Cidemcon. Sistema horrek beharrezko entseguak egiten lagunduko du, eta proiektu berrietarako oinarria izango da.

Proposatutako ikuspegiak hainbat abantaila ditu; besteak beste, ezaugarri egokiak dituen materiala identifikatu ostean, zelulek gainean izaten duten beiran ezar daiteke edo zuzenean material erdieroalean txerta daiteke EVAren bitartez, material fotovoltaikoa aldatu gabe. Teknikoki, metodo hau hobea da beste hainbat metodorekin alderatuta; esaterako, silizioan akatsak txertatzearekin alderatuta. Izan ere, horrek zenbait kasutan zelularen eraginkortasunari kalte egin diezaioke. Metodoa beste hainbat zelula-motatan ere aplika daiteke (CIGS, CdTe, AsGa, eta abar), printzipio aktiboak berriz aztertuta.

Ikerketa-prozesu honen bidez, gaur egungo siliziozko zelula fotovoltaikoen eraginkortasuna handitu nahi dute, gutxi gorabehera % 2-3 . Horrek, noski, ondorio garrantzitsuak izango ditu Espainiako nahiz nazioarteko industria fotovoltaikoan. Emaitza horiek bai beiran eta bai EVAn integratuko lirateke modu erraz eta merkean, eta, hala, sistema fotovoltaikoen eraginkortasuna handitzea eta azkarrago amortizatzea lortuko litzateke. Ikerketa-proiektu honen ondorioak abiapuntu izango dira beiraren eta EVAren garapen optimizatua egiteko, eskala handiko ekoizpenerako eta epe ertainera proiektuan parte hartzen duten enpresek produktua merkaturatu ahal izateko.

Informazio osagarria

  • , CIDEMCO Teknologi Ikertegia
Anais Silban

Egilea: Anais Silban (Tecnalia Eraikuntza Unitatea)

Laguntzailea: