Una tecnología nacida en la Universidad de Edimburgo aprovecha la refrigeración pasiva para combatir una de las grandes pérdidas de rendimiento de la energía fotovoltaica: el exceso de calor.
- ☀️ Hasta un 19 % más de producción en pruebas realizadas en Dubái.
- 🌡️ Menos sobrecalentamiento de los módulos fotovoltaicos.
- 💧 Refrigeración pasiva, aprovechando especialmente el potencial de la fotovoltaica flotante.
- ⚙️ Sin bombas ni piezas móviles para extraer el exceso de calor.
- 🔋 Menor degradación térmica y potencial para prolongar la vida de los paneles.
- 💷 1,34 millones de libras de nueva financiación para pruebas y desarrollo comercial.
- 🧪 Tecnología en fase de validación y escalado, todavía no desplegada comercialmente a gran escala.
¿Por qué importa?
Los paneles solares tienen una pequeña paradoja: necesitan mucha radiación solar, pero el exceso de temperatura perjudica su rendimiento. SolarSub intenta atacar directamente ese problema mediante un sistema pasivo capaz de retirar calor sin consumir electricidad en bombas ni incorporar mecanismos móviles.
La propuesta resulta especialmente interesante en plantas solares flotantes, donde existe algo que una instalación convencional no tiene justo debajo: una enorme masa de agua que puede actuar como sumidero térmico.
El enemigo silencioso de un panel solar es el calor
Un día despejado y muy caluroso parece perfecto para producir electricidad fotovoltaica. Solo en parte.
La potencia nominal de un módulo se determina habitualmente tomando como referencia una temperatura de célula de 25 °C. En funcionamiento real, bajo una radiación solar intensa, las células pueden alcanzar temperaturas bastante superiores.
En los módulos convencionales de silicio cristalino, el coeficiente térmico de potencia suele situarse aproximadamente entre −0,35 % y −0,43 % por cada grado Celsius adicional, dependiendo de la tecnología.
La diferencia se acumula rápido.
Un módulo con un coeficiente de −0,4 %/°C funcionando con sus células a 60 °C se encuentra 35 °C por encima de la temperatura de referencia. En esas condiciones, la pérdida instantánea de potencia asociada a la temperatura rondaría el 14 %.
No significa que el panel haya perdido permanentemente esa capacidad. Al enfriarse vuelve a mejorar. El problema aparece porque precisamente las horas con mucha irradiación suelen coincidir con temperaturas elevadas.
Ahí entra SolarSub.
Refrigerar los paneles sin gastar electricidad en refrigerarlos
SolarSub nació en 2023 de la mano de Sebastiaan Schalkwijk y James Taylor, graduados de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Edimburgo.
La empresa desarrolla un sistema que extrae y disipa el exceso de calor de los módulos de forma pasiva. No utiliza bombas para hacer circular un refrigerante ni mecanismos móviles que necesiten alimentación eléctrica.
Ese detalle cambia bastante la ecuación.
Existen sistemas experimentales capaces de enfriar módulos mediante agua pulverizada, circulación forzada de líquidos o ventilación. Pueden conseguir reducciones térmicas importantes, pero introducen consumo eléctrico, tuberías, bombas, mantenimiento y, en determinados diseños, consumo de agua.
SolarSub busca que la refrigeración forme parte de la propia arquitectura del sistema y funcione sin consumo energético durante su operación.
La electricidad adicional no procede de instalar más células solares. El objetivo es conseguir que las células existentes trabajen durante más tiempo a una temperatura favorable.
El agua convierte la fotovoltaica flotante en un escenario especialmente interesante
SolarSub comenzó orientándose hacia la fotovoltaica flotante, aunque plantea aplicaciones posteriores en otros segmentos de la industria solar.
Tiene lógica.
Una planta flotante dispone permanentemente de una gran masa térmica debajo de los módulos. Aprovechar esa circunstancia para retirar calor abre una posibilidad atractiva: convertir el propio emplazamiento de la instalación en parte de su sistema de gestión térmica.
La empresa no ha publicado abiertamente todos los detalles constructivos de su tecnología, que se encuentra pendiente de patente. Por eso conviene no atribuirle circuitos, materiales o mecanismos internos que SolarSub todavía no ha divulgado.
Lo confirmado es que se trata de un sistema pasivo, sin bombas y sin partes móviles, diseñado para extraer el exceso de calor.
La fotovoltaica flotante evita ocupar suelo y además coloca los módulos junto a una gran masa de agua. SolarSub quiere aprovechar esa situación para mejorar la gestión térmica de la instalación.
Las primeras pruebas llegan hasta un 19 % de mejora
La idea ya ha salido del ordenador y del laboratorio.
Durante ensayos realizados en FloWave, la instalación de investigación de energía oceánica de la Universidad de Edimburgo, SolarSub registró un incremento de generación de hasta el 17,5 %.
Más interesante todavía ha sido llevar el sistema a un lugar donde el calor supone un problema real.
Las pruebas exteriores realizadas en el campus de Dubái de Heriot-Watt University registraron mejoras máximas de hasta el 19 % bajo condiciones de altas temperaturas.
Hay que interpretar correctamente esas cifras.
No significan que cualquier planta equipada con SolarSub vaya a generar automáticamente un 19 % más de electricidad durante todo el año. Son incrementos observados en determinadas condiciones de ensayo. La ganancia anual dependerá del clima, temperatura del módulo, irradiación, tecnología fotovoltaica, diseño de la instalación y comportamiento térmico del sistema durante las distintas estaciones.
Ese rendimiento anual es precisamente uno de los datos que tendrán que aclarar las pruebas a mayor escala.
17,5 % de incremento máximo registrado en FloWave.
19 % de incremento máximo durante pruebas exteriores en Dubái.
1,34 millones de libras captados para continuar el desarrollo y la validación.
2023, año de fundación de SolarSub.
Producir más con la misma superficie puede ser casi tan importante como instalar más paneles
La carrera fotovoltaica suele medirse en gigavatios instalados, eficiencia de las células o reducción del precio por vatio. Pero existe otra variable igual de interesante: cuánta electricidad puede extraerse de una instalación que ya ocupa una determinada superficie.
En un embalse, una balsa agrícola o un depósito industrial no siempre puede ampliarse indefinidamente el área cubierta.
Si la refrigeración permite aumentar la generación sin añadir módulos, estructuras flotantes, cableado y superficie ocupada en la misma proporción, el efecto económico podría extenderse bastante más allá del panel.
Una mejora sostenida del rendimiento también repercutiría en inversores, conexiones eléctricas, amarres y otros componentes de infraestructura, porque parte de ellos podría aprovecharse para generar más energía con la misma superficie fotovoltaica.
Pero esto necesita números reales a escala comercial. Un incremento máximo obtenido durante un ensayo no permite todavía calcular el coste nivelado de electricidad de una planta completa.
El otro beneficio podría aparecer muchos años después
La temperatura no afecta únicamente a la potencia instantánea.
La exposición repetida a temperaturas elevadas acelera distintos procesos de envejecimiento de los módulos y somete materiales, encapsulantes, conexiones y componentes a estrés térmico.
SolarSub sostiene que su tecnología puede reducir considerablemente la degradación asociada al calor y prolongar la vida útil de los módulos. La empresa ha comunicado objetivos de reducción de degradación superiores al 50 % y vidas operativas que podrían superar los 40 años.
Aquí conviene ser prudente.
Esas previsiones todavía necesitan validación independiente y seguimiento prolongado en instalaciones reales. Demostrar que un panel funciona mejor durante una prueba en Dubái resulta mucho más rápido que demostrar que mantendrá una degradación inferior durante varias décadas.
Precisamente esa durabilidad será uno de los puntos decisivos para determinar el verdadero valor de la tecnología.
El 19 % es una mejora máxima observada, no una garantía anual. Quedan por validar a mayor escala el rendimiento energético anual, durabilidad, mantenimiento, coste de fabricación, comportamiento durante años y retorno económico frente a una instalación convencional.
1,34 millones de libras para pasar de las pruebas al mundo real
SolarSub acaba de captar 1,34 millones de libras para avanzar precisamente en esa dirección.
La ronda ha sido liderada por Sustainable Ventures y cuenta con participación de Zinc VC, Scottish Enterprise, Old College Capital —el fondo de inversión de la Universidad de Edimburgo—, SFC Capital y British Business Bank, además del apoyo del programa Investor Partnership de Innovate UK.
El dinero se destinará a desarrollo del producto, ensayos independientes y nuevas instalaciones experimentales junto con socios de investigación, empresas energéticas e industria.
La empresa está avanzando desde la validación técnica hacia ensayos de mayor tamaño y preparación para fabricación y comercialización.
No es todavía un producto que pueda incorporarse mañana a cualquier planta solar.
Está cruzando esa zona especialmente delicada para cualquier tecnología energética: pasar de funcionar bien en prototipos y pilotos a hacerlo de forma fiable, económica y repetible durante años.
Más rendimiento también podría cambiar las cuentas de una planta solar
La tecnología tendrá que justificar algo más que una mejora energética: deberá demostrar que esa electricidad adicional cuesta menos que conseguirla instalando más módulos.
Ese será probablemente el examen definitivo.
Una refrigeración pasiva tiene una ventaja inicial porque no necesita dedicar parte de la electricidad generada a alimentar bombas. Tampoco incorpora componentes mecánicos móviles que requieran mantenimiento periódico.
Pero añadir cualquier dispositivo a millones de módulos implica materiales, fabricación, transporte, instalación y posibles operaciones de mantenimiento.
Por tanto, la comparación correcta no consiste únicamente en preguntar cuánto aumenta la producción.
La pregunta relevante es cuánto cuesta cada kilovatio hora adicional generado durante toda la vida de la instalación.
SolarSub tendrá que demostrar que refrigerar un panel resulta económicamente más interesante que instalar capacidad fotovoltaica adicional. Rendimiento, coste, durabilidad y mantenimiento tendrán que evaluarse juntos.
Datos esenciales
Cómo funciona
SolarSub desarrolla un sistema de refrigeración pasiva para módulos fotovoltaicos que extrae y disipa el exceso de calor. Funciona sin bombas ni componentes móviles y no necesita consumir electricidad para accionar la refrigeración. La empresa comenzó orientando la tecnología hacia la fotovoltaica flotante, donde la disponibilidad de una masa de agua crea condiciones especialmente favorables para la gestión térmica.
Los detalles completos del diseño no son públicos, ya que la tecnología está pendiente de patente.
En cifras
- Hasta 17,5 % de incremento de energía registrado en pruebas realizadas en FloWave, Universidad de Edimburgo.
- Hasta 19 % de mejora máxima registrada en pruebas exteriores en Heriot-Watt University Dubai.
- 1,34 millones de libras captados en la nueva ronda de financiación.
- 2023: fundación de SolarSub.
- Sin bombas ni partes móviles en el sistema de refrigeración.
- Tecnología orientada actualmente a avanzar hacia ensayos y despliegues a mayor escala.
Qué tiene de diferente
La característica principal es combinar refrigeración del módulo y funcionamiento completamente pasivo. Frente a sistemas de enfriamiento que pulverizan agua o hacen circular líquidos mediante bombas, SolarSub busca retirar calor sin consumir electricidad durante el proceso ni incorporar mecanismos móviles.
Comparación directa con la tecnología convencional
- Panel fotovoltaico convencional: depende fundamentalmente de la disipación natural del calor hacia el aire y la estructura. Su potencia disminuye conforme aumenta la temperatura de las células.
- Panel con SolarSub: incorpora un sistema adicional de gestión térmica pasiva para extraer el exceso de calor y mantener el módulo más cerca de una temperatura favorable.
- Refrigeración fotovoltaica activa: puede utilizar bombas, ventiladores o circulación de agua y, por tanto, requiere energía y componentes adicionales.
SolarSub intenta conseguir parte de las ventajas térmicas de una refrigeración activa evitando ese consumo energético y la presencia de mecanismos móviles.
Limitaciones
La tecnología todavía no cuenta con un historial comercial de décadas.
Los incrementos del 17,5 % y 19 % corresponden a resultados máximos de pruebas concretas y no deben interpretarse como aumentos garantizados de generación anual.
Todavía deben conocerse mediante ensayos independientes y despliegues de mayor escala aspectos como coste por módulo, producción energética anual adicional, durabilidad, comportamiento frente a corrosión y ensuciamiento, mantenimiento, facilidad de instalación y retorno económico.
Las afirmaciones de SolarSub sobre reducción de degradación y prolongación de la vida útil necesitan además validación durante periodos mucho más largos.
Su ventaja económica dependerá del clima y del emplazamiento. En regiones donde los módulos sufran poco sobrecalentamiento, el beneficio potencial será menor.
En qué fase se encuentra
Prototipo avanzado / piloto y validación en condiciones reales.
La tecnología ha pasado por ensayos controlados en la Universidad de Edimburgo y pruebas exteriores en Dubái. SolarSub trabaja en el escalado, fabricación, ensayos independientes y nuevos despliegues con socios antes de una comercialización a gran escala.
Quién está detrás
- Empresa: SolarSub Ltd.
- Fundadores: Sebastiaan Schalkwijk y James Taylor, graduados de Ingeniería de la Universidad de Edimburgo.
- País: Reino Unido, con sede en Edimburgo, Escocia.
- Entidades vinculadas al desarrollo y pruebas: Universidad de Edimburgo, Edinburgh Innovations, Heriot-Watt University Dubai y National Manufacturing Institute Scotland.
- Financiación: Sustainable Ventures, Zinc VC, Scottish Enterprise, Old College Capital, SFC Capital y British Business Bank, con apoyo del programa Investor Partnership de Innovate UK.
Vía edinburgh-innovations.ed.ac.uk
Más información: www.solarsub.co.uk
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