Investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) han desarrollado un nuevo método que utiliza láseres de femtosegundo para crear soldaduras de vidrio a vidrio en módulos solares, lo que simplifica significativamente el proceso de reciclaje.
Avances en el reciclaje de módulos solares: hacia un futuro más sostenible
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable de Estados Unidos (NREL, por sus siglas en inglés) ha llevado a cabo un estudio de concepto que presenta una nueva vía para facilitar el reciclaje de módulos solares mediante el uso de láseres. Esta innovación promete cambiar el panorama del reciclaje en la industria solar.
El uso de láseres femtosegundo para soldaduras de vidrio
El estudio realizado por el NREL, que es el principal laboratorio del Departamento de Energía de EE. UU. para la investigación y el desarrollo de energía renovable y eficiencia energética, se centró en el uso de láseres de femtosegundos para realizar soldaduras de vidrio con vidrio en los módulos solares. Esta tecnología utiliza pulsos cortos de luz infrarroja que funden el vidrio, formando un sello hermético y fuerte. La principal ventaja de este método es que elimina la necesidad de utilizar láminas de polímeros plásticos, que actualmente complican el proceso de reciclaje.
Beneficios de las soldaduras de vidrio con vidrio
La eliminación de los polímeros plásticos no solo simplifica el reciclaje al final de la vida útil de los módulos, sino que también permite que el vidrio y los hilos metálicos que atraviesan las células solares sean fácilmente reciclables. Además, el silicio utilizado puede ser reutilizado. Según David Young, científico senior y líder del grupo de Fotovoltaicas de Alta Eficiencia en el departamento de Química y Nanociencia de NREL, esta es una ventaja significativa ya que «la mayoría de los recicladores confirman que los polímeros son el principal problema en términos de inhibir el proceso de reciclaje.»
Investigación y desarrollo
El artículo, titulado «Hacia módulos solares de vidrio/vidrio soldados con láser femtosegundo, libres de polímeros», publicado en la revista IEEE Journal of Photovoltaics, es fruto de la colaboración entre investigadores del NREL y dos empleados de Trumpf Inc., la empresa que fabricó el láser de femtosegundos utilizado en la investigación. El estudio demuestra que las soldaduras de vidrio/vidrio son prácticamente tan resistentes como el propio vidrio y pueden utilizarse en cualquier tipo de tecnología solar, desde silicio hasta perovskitas y telururo de cadmio.
Desafíos y soluciones
A pesar de los beneficios, la ausencia de polímeros requiere que los módulos soldados sean más rígidos. Los investigadores de NREL mostraron que, con el montaje adecuado y una modificación en las características en relieve del vidrio laminado, es posible obtener un módulo suficientemente rígido como para pasar las pruebas de carga estática. Este avance es crucial para garantizar la durabilidad y la seguridad de los módulos en entornos exteriores.
Proyecciones futuras
La investigación del NREL representa un paso significativo hacia la prolongación de la vida útil de los módulos solares más allá de los 50 años y hacia la simplificación de su reciclaje. Aunque se trata de una investigación de alto riesgo y alta recompensa, señala una dirección prometedora para futuros desarrollos. Este trabajo ha sido posible gracias al Consorcio de Materiales Duraderos para Módulos, liderado por NREL y financiado por la Oficina de Tecnologías Solares del Departamento de Energía de EE. UU., dentro de la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable.
En resumen, los avances en la tecnología de soldadura con láser de vidrio con vidrio no solo prometen mejorar la eficiencia en el reciclaje de módulos solares, sino también impulsar una mayor sostenibilidad en la generación de energía solar. Con investigaciones como esta, el futuro de las energías renovables se ve más verde y prometedor.
Vía www.nrel.gov
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