Lo sucio de la energía limpia

Tras haber visto el artículo sobre Oikos “la vivienda perfecta” (ver) podemos ver como la conclusión de que la vivienda, una vez llave en mano puede ser totalmente autosuficiente. El paso previo , de cara a vender un producto “perfecto” debe ser tomado en consideración.

El principal sustento energético de esta vivienda son los paneles fotovoltaicos. Las placas solares fotovoltaicas pueden transformar en energía eléctrica alrededor de un 10 por ciento de la energía que reciben del Sol. Teniendo en cuenta solo estos datos, podemos decir que el potencial de la energía fotovoltaica es enorme y esperanzador. Sin embargo, un mito muy extendido de la energía fotovoltaica es que el consumo de energía para confeccionar los paneles fotovoltaicos es mayor que toda la energía eléctrica que producen en su vida útil. Por suerte, estudios recientes demuestran que ésta no es más que otra “leyenda urbana” promovida por las industrias de energía sucia. Hoy sabemos que en un período de 2 a 3,5 años se recupera la energía invertida en la construcción,  manipulación e instalación de un panel fotovoltaico siendo el tiempo de vida útil de un panel, unos 30 años.

Actualmente, un módulo fotovoltaico genera toda la energía que se ha empleado en su fabricación hacia los 3 años de generar energía eléctrica.

La energía cautiva de los paneles fotovoltaicos
La energía cautiva, o también llamada energía incorporada, es la energía consumida en todo el proceso de producción de un producto, desde el diseño, la obtención de las materias primeras, la construcción, el transporte… En el caso de los paneles fotovoltaicos la mayor parte de la energía se consume en el proceso de confección de las células de silicio cristalino (alrededor del 93% de la energía total).

Los paneles fotovoltaicos se distinguen en función del tipo de silicio cristalino que se emplea en sus células. La energía consumida en su proceso de producción varia hasta en un 50%. El proceso de confección de las células o obleas tanto monocristalinas como las multicristalinas exige generar lingotes de silicio para que después puedan ser rebanados en láminas finas, que constituirán la llamada célula fotovoltaica.

Para construir un módulo o panel basta con unir un número determinado de células que se conectan eléctricamente entre ellas. A continuación, dado que las obleas de silicio son muy frágiles (tienen espesores de entre 150 a 200 micras), se protegen en unos bocadillos de cristal y plástico que se enmarcan con aluminio. Las fases más caras energéticamente son las relacionadas con la fundición del silicio y la confección del marco de aluminio.

La diferencia entre producir silicio monocristalino o policristalino está en el tiempo de la cristalización. Para los lingotes de un sola variedad de cristal de silicio el enfriamiento del lingote debe ser más lento y esto requiere más energía. Así que en esta fase del lingote, las células multicristalinas consumen menos energía, y el tiempo que se tarda en recuperar la energía invertida (EPBT, siglas de Energy PayBack Time) es un 15 por ciento menor.

En el caso de la técnica “String Ribbon Silicon” (procedimiento de crecimiento en continuo de una cinta cristalina) no se genera un lingote, sino que se hace directamente una lámina tan fina como una célula fotovoltaica, así que no hace falta cortarla en láminas sino tan sólo seccionarla con la medida de la célula fotovoltaica. El proceso de confección de los módulos es el mismo que en los casos anteriores. En este proceso se ahorra energía y se reducen las pérdidas de material asociadas al laminado, así que el EPBT es alrededor de un 25% menor que el de las células monocristalinas.

Finalmente, los llamados módulos de capa fina se producen mediante un proceso de deposición en el cual las capas de la célula se esparcen sobre el substrato en una fina capa. Existen células de este tipo de diferentes materiales, los más comunes son silicio amorfo, telurio de cadmio, diseleniuro de cobre-indio, y diseleniuro de cobre-indio-galio. La producción de estos módulos ahorra una cantidad considerable de energía al no tener que fundir el silicio ni que cortar los lingotes en láminas. Así, el EPBT se reduce a un 50 % respecto al de las células monocristalinas.