Rendimiento de las células fotovoltaicas

[tolete]

Hola, muy buenas.
 Me gustaria saber si es verdad o es un bulo, eso de que las células fotovoltaicas entregan menos energia en toda su vida útil, que la que se emplea en fabricarla (aquí imagino que irán todos los procesos, hasta su fabricación final)
 Lo he buscado por la red, pero la única información que encuentro proviene de fabricantes o de pags afines a la energia "verde".   O la pò0stura contraria, pero sin dato ninguno que soporte esa afirmación.

Graciñas

[cometo]

¿Y por qué no intentas calcularlo?

Para obtener el silicio policristalino de las células normales hay que fundir silicio.

No se cuanto silicio tiene 1m2 de placa solar, pero mientras algún otro forero aporta ese dato, supondremos que tiene 1 kg de silicio.

Calor específico del silicio: 0,7 KJ/KgxK
Entalpía de fundición: 39,6 KJ/mol.

Con esos datos me sale que aproximadamente hacen falta 2.385 KJ para fundir 1 kg de silicio.

1m2 de placa solar genera, para una vida útil de 30 años, 8 horas de sol al día, un 66% de aprovechamiento geométrico (por variaciones en el azimut del sol según la época del año y hora del día) y con un 15% de rendimiento (normal en una placa bien conservada):
1m2 x 1KW/m2 x 30 años x 8 horas/día x 0,66 x0,15 x 365 días/año = 8.672 KJ

Para que la energía consumida en fundir el silicio sea menor que la generada por la placa en su vida útil, cada m2 de placa debería tener menos de 8.672/2.385=3,63 kg.

Naturalmente esta es una cota inferior, por que no he considerado la energía para fundir el marco de la placa, el vidrio que lo recubre, los cables, el combustible para transportarlo, etc, etc.

Yo me inclino por pensar que se gasta más en fabricarlos que lo que producen en su vida útil.

Saludos.

[Blacdevil]

Muy buenas,

Yo estoy de acuerdo, hay tampoco calculas el la energia invertida en el proceso de producción, ya que al silicio no basta con fundirlo, hay que doparlo etc. Ni el transporte ni los costes de instalación.

Yo también creo que no son rentables energéticamente hablando.

Un Saludo!!!

[gerble]

yo tampoco lo creo, y tengo profesores de tegnología de la energía, que piensan igual. Pero la pregunta es, como hacemos para confirmalo?porque lo importante es que haya números que digan eso.

[Blacdevil]

Buenas noches, es complicado calcularlo así, de una forma amateur. Un primer paso es el que ha empezado haciendo nuestro compañero del segundo post. Yo por lo menos no sabria decir exactamente cuanta maquinaria interviene exactamente en el proceso ni cuanta energia consumen estas maquinas.

Un saludo.

[javiucm]

Cometo no entiendo muy bien de donde sacas el factor 1kW/m² (que me recuerda a una radiancia).
¿No habría que usar la aproximación de cuerpo negro y la constante solar K=1366 W/m²? (esta es flujo de energía procedente del Sol que llega a la parte superior de la atmósfera por unidad de superficie normal a la dirección de los rayos y cuando la Tierra está a una distancia de 1 U.A. (Unidad Astronómica). 1 U.A.=149,6  10⁶ Km.  ) también en wiki.

También os dejo la web del portal de energías renovables del ciemat: http://www.energiasrenovables.ciemat.es/

[cometo]

Cometo no entiendo muy bien de donde sacas el factor 1kW/m² (que me recuerda a una radiancia).
¿No habría que usar la aproximación de cuerpo negro y la constante solar K=1366 W/m²? (esta es flujo de energía procedente del Sol que llega a la parte superior de la atmósfera por unidad de superficie normal a la dirección de los rayos y cuando la Tierra está a una distancia de 1 U.A. (Unidad Astronómica). 1 U.A.=149,6  10⁶ Km.  ) también en wiki.

También os dejo la web del portal de energías renovables del ciemat: http://www.energiasrenovables.ciemat.es/

La constante solar es en el espacio. A nivel del mar se considera para el dimensionado de instalaciones fotovoltaicas un valor de 1kw/m2 debido a las atenuaciones de la atmósfera.

Saludos.

[javiucm]

ok gracias cometo, no lo conocía 

[petrus]

Creo que la energía disponible por m2 a nivel del mar es más baja, del orden de 400-500 w/m2 , con puntas de hasta 600 w/m2 en condiciones óptimas, a la que hay que aplicar el rendimiento del 15% aproximado en las que se montan ahora en parques solares.
O sea que con 100 w/m2 nos podemos dar por muy satisfechos.
De modo que una placa de 1 m2 en treinta años a seis horas diarias con rendimiento máximo de 100 w/m2 harían que nuestra placa produjera
30 x 365 x 6 x 100 x 3600 = 2´365 x 10E10 julios = 2´365 x 10E7 Kj , que equivalen a 0´57 x 10E7 Kcal.
Mensaje para Cometo: Has tenido en cuenta el factor 3600 ,segundos de una hora, o me equivoco yo ?
Parece bastante mayor que la energía necesaria para fundir 1 Kg de silicio. Pero luego viene el corte en obleas, que consume energía y materiales de corte a raudales. Y después el dopaje con elementos también caros.
Si no estamos en el ajo de la fabricación, con números teóricos difícilmente llegaremos a conclusiones fiables. Es más, las instalaciones solares actuales resultan rentables gracias a las subvenciones públicas. Cuando acaben éstas, y lo hacen ahora, salvo renovaciones, ya veremos si resisten la competencia del gas, carbón, nuclear, eólica, hidro, etc. A coste puro y duro, seguramente no lo aguantarán mientras el rendimiento de las placas sea ese ridículo 15%.

[cometo]

Tienes razón. Me he equivocado al hacer el cálculo. Ahora pienso que se gasta bastante menos en fabricar las placas de lo que generarán.

Saludos.

[petrus]

Hay por ahí una noticia, creo que reciente, sobre la fabricación, ya en marcha, de células solares en film, que abaratan el coste del watio en un factor importante y que se espera que revolucionen el mercado.
Buscar en la Red en " Nanosolar".

[petrus]

Y otra noticia de hace poco tiempo: un nuevo panel solar en cuatro o cinco capas que consigue rendimientos del orden del 40% aunque, eso sí, son más caras que las actuales. A ver si , por fin, despega esta tecnología y un día de estos nos da el alegrón definitivo: "Fotocélulas con rendimiento del 50% a 6 euros el Kw"...

[petrus]

Y van tres buenas noticias sobre el tema. Una reciente que dice que científicos españoles, utilizando nanotecnología, han fabricado una célula solar que incremente un 30% el rendimiento de las actuales. Si no he entendido mal, aprovechan la nanoestructura para atrapar los fotones de modo que puedan actuar sin apenas pérdidas. Lo que no me quedó claro es sobre qué dato calcular ese 30%.