Siete países producen más del 99.7% de la electricidad que consumen utilizando energía geotérmica, hidroeléctrica, solar o eólica: Albania, Bután, Nepal, Paraguay, Islandia, Etiopía y la República Democrática del Congo. Los datos de la Agencia Internacional de Energía (AIE) y la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) también revelaron que otros 40 países generaron al menos el 50% de su electricidad a partir de tecnologías de energía renovable en 2021 y 2022, incluidos 11 países europeos.
“No necesitamos tecnologías milagrosas”, dijo el profesor Mark Jacobson de la Universidad de Stanford, quien publicó los datos. “Necesitamos detener las emisiones electrificando todo y proporcionando electricidad con energía eólica, hidráulica y solar (WWS), que incluye energía eólica terrestre, energía solar fotovoltaica, energía solar concentrada, electricidad geotérmica, pequeñas y grandes centrales hidroeléctricas”.
El profesor Jacobson también señaló que otros países como Alemania eran capaces de funcionar con electricidad 100% generada de forma renovable durante cortos períodos de tiempo.
Las cifras publicadas por la AIE en enero muestran que el Reino Unido generó el 41.5% de su electricidad a partir de fuentes renovables en 2022, un 10.5% más que el año anterior. En Escocia, las tecnologías de energía renovable generaron el equivalente al 113% del consumo eléctrico total del país en 2022.
Si bien la generación de electricidad en Escocia estuvo dominada por la energía eólica, los investigadores predicen que la energía solar llegará a dominar el suministro mundial de electricidad en las próximas décadas.
La energía solar
En los últimos años se han producido avances significativos en la mejora de los índices de eficiencia de las células solares, impulsados principalmente por la perovskita, el llamado “material milagroso”.
Los costos comerciales también han caído, lo que llevó a científicos de la Universidad de Exeter y del University College de Londres a afirmar el año pasado que la energía solar ha alcanzado un “punto de inflexión irreversible” que la convertirá en la principal fuente de energía del mundo para 2050.
Su artículo de 2023, publicado en la revista Nature Communications, encontró que los avances tecnológicos y económicos significaban que la transición a la energía limpia no solo es alcanzable, sino inevitable.
“La energía solar es el recurso energético más disponible en La Tierra y su atractivo económico está mejorando rápidamente en un ciclo de crecientes inversiones”.
El avance del “material milagroso”
Las perovskitas son una familia de materiales sintéticos semejantes al mineral del mismo nombre, que tiene una estructura cristalina. Las células o películas de semiconductores fabricadas con silicio cristalino y perovskita son atractivas por su capacidad de absorber luz, pero también por su flexibilidad, facilidad de fabricación y precio.
Las células fotovoltaicas de silicio cristalino y perovskita han alcanzado un 33.9% de eficiencia o capacidad de conversión de luz solar en electricidad. El “material milagroso” ha recorrido un largo camino desde que, en 2009, la primera célula fabricada con perovskitas logró una eficiencia del 3.8%.
Los dos últimos años han sido particularmente emocionantes para el sector. Los investigadores de Helmholtz-Zentrum en Berlin fueron los primeros en rozar una eficiencia del 30% con células tándem silicio-perovskita a finales de 2021. En el verano de 2022, la escuela EPFL de Lausana, en Suiza, los superó con un 31.3%. HZB recuperó el récord en abril de 2023 con un 32.5%, pero el laboratorio fotovoltaico de KAUST, en Arabia Saudí, se lo arrebató al mes siguiente.
El nuevo récord de 33.9% de la empresa china LONGi no está muy lejos del anterior. Un 33.7% había logrado la universidad KAUST en mayo de 2023. Sin embargo, el récord de LONGi es un hito muy especial para las células de silicio y perovskita porque deja atrás el límite teórico de las células solares de unión única, que son las más usadas.
Se conoce como el límite de Shockley-Queisser y fue fijado en 1961 en un 33.7%. Se calculó imaginando una célula con una banda prohibida de 1.34 eV, óptima para la distribución espectral de la luz solar. Con los años, los paneles de unión simple de silicio cristalino se fueron acercando a este límite, que finalmente ha sido superado por otros materiales. El límite teórico de eficiencia de las células tándem de silicio cristalino y perovskita es del 43%.
Las perovskitas pueden ser “sintonizadas” para absorber luz en el espectro visible e infrarrojo cercano, por lo que estas células tándem pueden producir electricidad de manera más consistente a lo largo del día y en diferentes condiciones climáticas.
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