Uno de los desafíos que afectan a los paneles solares instalados en los tejados de las casas y los cada vez más habituales en los balcones, tiene que ver con la caída de la producción relacionada con los movimientos del sol durante el día: normalmente, sólo se obtiene la máxima eficiencia a mediodía.
En las macrogranjas solares eso se corrige gracias a los seguidores solares mecánicos, que orientan los paneles hacia el sol, pero hasta ahora era algo impensable en las placas fotovoltaicas de uso residencial o comercial.
Es algo con un potencial enorme sobre todo en países como la India, donde las más de 3.000 horas de sol al año se desaprovechan en gran medida. Así surgió la idea de tres ingenieros informáticos indios, responsables de un software basado en inteligencia artificial para conseguir los mejores diseños de vidrio para optimizar la captación de la luz solar y un sistema de seguimiento óptico sin movimiento (MFOT, por sus siglas en inglés).
El resultado, según sus cálculos, mejora entre un 20 y un 40% la producción de energía de los paneles solares.
Paneles que siguen al Sol
Balaji Lakshmikanth Bangolae, Lakshmi Santhanam y Deepika Gopal trabajaban para la multinacional Cisco, pero llevaban tiempo queriendo aplicar sus conocimientos en el sector de las energías renovables, hasta que fundaron Renkube en 2017. “Queríamos construir algo que no se hiciera en ningún otro lugar del mundo”, explica Bangolae en una entrevista publicada en Forbes India.
Tras varios años de investigación y algún que otro traspiés, como un primer prototipo de energía termosolar que no salía rentable, llegaron a la idea con la que ahora buscan expandirse, recabando inversiones y asociándose con fabricantes de placas solares para lanzarla al mercado.
El elemento clave de su propuesta es modificar la capa de vidrio plano que se incluye en la mayoría de paneles tradicionales, inspirándose en los movimientos que realizan los girasoles en su búsqueda de la luz solar a lo largo del día.
Como los seguidores solares sólo son viables en los grandes parques fotovoltaicos, vieron una oportunidad en el desarrollo de un sistema óptico que permitiera redirigir la luz solar en el interior del propio panel solar, sin necesidad de moverlo.
Así, la principal aportación de Renkube es un vidrio prismático con patrones geométricos propios, todavía pendiente de patente, para que sus placas sean más eficientes a la hora de producir energía.
“Hemos demostrado que esto puede aumentar el rendimiento energético del panel hasta un 20% y ahora estamos estudiando cómo aumentar el rendimiento hasta el 40%”, explica Santhanam. “Proporcionamos las mismas ventajas de un seguidor mecánico, pero de una forma completamente libre de movimiento, de modo que no se tienen las molestias asociadas a un seguidor”.
Habitualmente, los seguidores mecánicos permiten aumentar el rendimiento energético entre un 15% y un 20%, pero también conllevan un costo adicional del 10% y la necesidad de un mantenimiento continuo.
Además, los motores y engranajes tienen una garantía limitada de entre 7 y 10 años, tras los cuales deben ser sustituidos por otros nuevos. En cambio, el panel solar de Renkube no requiere ningún mantenimiento especial, salvo la limpieza periódica con agua.
Una de las prioridades de estos tres ingenieros a la hora de desarrollar los primeros prototipos, ya construidos, era impedir que, al redireccionar la luz solar, se dañaran las células solares o se crearan puntos calientes en el panel, lo que reduciría su eficiencia y pondría en peligro su durabilidad.
También han conseguido adaptar los paneles a requisitos específicos gracias a su programa informático: “se dan todas las condiciones del entorno y nuestro software de inteligencia artificial se encarga de dar con el mejor diseño geométrico del cristal”, sostiene Santhanam.
Primeros proyectos
Actualmente, los responsables de Renkube están buscando socios entre los fabricantes de paneles solares para empezar a comercializarlos a gran escala.
Su precio será algo superior a los tradicionales, cerca de un 10%, pero la amortización es más rápida (uno o dos años, según Bangolae) gracias a esa mejora del rendimiento de hasta el 40%.
Para poner a prueba los primeros prototipos y comprobar los resultados obtenidos en laboratorio en condiciones reales, la startup llegó a un acuerdo con la Universidad Agrícola Estatal Profesor Jayashankar de Telangana (PJTSAU) y la Fundación AgHub. Juntos, han puesto en marcha un proyecto piloto agrovoltaico, es decir, aplicado en un cultivo agrícola, en este caso de cacahuetes.
Según los cálculos de Renkube, hasta la fecha los otros proyectos agrovoltaicos en la India implicaban una pérdida de rendimiento de la cosecha de hasta un 40% debido a la sombra que proyectan los paneles solares.
“Nos dimos cuenta de que nuestros paneles causan una sombra mínima debido a su diseño, lo que significa que podemos cultivar plantas tropicales. No hay pérdida de rendimiento y el terreno puede utilizarse tanto para la energía solar como para la agricultura“, afirma Bangolae.
Y no sólo eso: los prismas del panel redirigen al suelo el exceso de luz que no necesita el panel solar, algo que podría contribuir a un mejor crecimiento de los cultivos.
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