Los módulos fotovoltaicos de mayor duración supondrán un alivio para la cadena de suministro solar

Una nueva investigación del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) de EE. UU. ha destacado la necesidad de módulos fotovoltaicos solares de mayor duración para reducir la cantidad de materiales y fabricación necesarios para cumplir con los objetivos de descarbonización.****

Según NREL, EE. UU. necesita instalar hasta 20 veces más módulos solares fotovoltaicos de los que se instalan actualmente en todo el país. Para lograr esto, se requerirá una gran ampliación de la fabricación e instalación de energía fotovoltaica.

Sin embargo, la nueva investigación de NREL sugiere que los módulos fotovoltaicos de mayor duración pueden ser clave para reducir la cantidad de materiales y fabricación necesarios.

Un grupo de investigadores de NREL analizó 336 escenarios hipotéticos en un esfuerzo por determinar cómo la vida útil de los módulos fotovoltaicos y las tasas de reciclaje podrían afectar el flujo de materiales fotovoltaicos. La investigación miró hacia 2050 en una red estadounidense 100% descarbonizada.

“La energía fotovoltaica es una obviedad para la sostenibilidad como fuente de energía limpia, pero aún existen preocupaciones sobre los desechos, los impactos materiales y la justicia energética, especialmente si se considera lo rápido que debe crecer la fabricación de energía fotovoltaica para cumplir con los objetivos de descarbonización”, dijo Silvana Ovaitt, investigadora de sostenibilidad de NREL PV. “Con este trabajo, esperamos poner estos desafíos en perspectiva y cuantificar las posibles soluciones”.

Una economía solar circular

Dos escenarios representaron los límites superior e inferior de los posibles enfoques para una economía circular de módulos fotovoltaicos. Un escenario modela módulos con una vida útil extendida de 50 años; el otro tiene una vida útil más corta de 15 años, pero con una alta tasa de reciclaje de circuito cerrado.

Estos escenarios se compararon con un escenario de referencia que asumía una vida útil del módulo de 35 años pero con una baja tasa de reciclaje, un escenario que refleja la tecnología y las prácticas actuales.

"Al considerar una cadena de suministro fotovoltaica sostenible, existe una tendencia a pasar directamente al reciclaje como solución, cuando hay muchas otras palancas de economía circular para probar primero, como la extensión de la vida útil", dice Heather Mirletz , estudiante de doctorado en la Escuela de Minas de Colorado.

“Nuestro equipo de sostenibilidad fotovoltaica recibe muchas preguntas sobre la repotenciación de las instalaciones fotovoltaicas existentes y el reciclaje fotovoltaico. En última instancia, queremos asesorar sobre cómo diseñar e implementar la energía fotovoltaica de la manera más sostenible posible, por lo que primero debemos comprender los flujos de materiales en el contexto de la transición energética”.

Beneficios de una mayor vida útil de los módulos

Los hallazgos básicos mostraron que una mayor vida útil de los módulos podría reducir la demanda de nuevos materiales en un 3 % con respecto al escenario de referencia. Esto reduciría la necesidad de un despliegue solar adicional pero aún alcanzaría el 100% de descarbonización.

Los módulos de vida corta, por otro lado, requerirían 1,2 TWh adicionales de módulos de reemplazo para mantener la capacidad de generación fotovoltaica hasta 2050. Como tal, necesitarían alcanzar una tasa de reciclaje de circuito cerrado del 95 % o más para evitar la necesidad para mayores cantidades de nuevos materiales en comparación con el escenario de referencia de 35 años.

“Las vidas útiles más largas de los módulos facilitan el logro de nuestros objetivos de implementación fotovoltaica para la descarbonización”, dice Teresa Barnes, autora del informe y gerente del Grupo de rendimiento del sistema y confiabilidad fotovoltaica de NREL.

“Podemos evitar el exceso de reemplazos y la fabricación adicional al construir sistemas correctamente la primera vez. Reciclar módulos de vida corta suena atractivo, pero nuestros cálculos de balance de masa y capacidad muestran que podría limitar la capacidad fotovoltaica", concluye Barnes.