Cómo un invento australiano podría reducir pronto las emisiones globales de gases de efecto invernadero en un 5 %

En la década de 1980, hubo una carrera mundial para encontrar una forma más eficiente de convertir la energía solar en electricidad.

Hace unos 30 años, nuestro equipo de investigación de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) ideó un avance llamado Células solares de silicio PERCEstas baterías se han convertido en la tecnología de generación de energía más utilizada en términos de adiciones de capacidad global anual, superando fácilmente a la eólica, el carbón, el gas natural, la hidroeléctrica y más.

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PERC significa emisor pasivado y celda trasera. Para fines de este año, la tecnología PERC reducirá las emisiones globales de gases de efecto invernadero en aproximadamente un 1 % al reemplazar la combustión del carbón.Suponiendo que continúe su rápido crecimiento, debería reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 5% para mediados de la década de 2020, posiblemente incluso mucho más En los próximos años.

Los horribles incendios forestales en Australia este verano, combinados con el año más cálido y seco registrado en 2019, han puesto de relieve la necesidad urgente de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Con mucho, el enfoque más efectivo es eliminar el carbón del sistema de energía mediante el despliegue de energía solar y eólica muy rápidamente.

Pronto, nuestro invento australiano dará lugar a La mitad de la energía solar del mundoEste es un recordatorio adecuado de la capacidad de Australia para encontrar soluciones tecnológicas transformadoras para combatir el cambio climático. Pero necesitamos el apoyo adecuado del gobierno.

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Las celdas solares convierten la luz solar directamente en electricidad sin partes móviles. Las celdas solares más eficientes generalmente generan electricidad más barata porque se requieren menos celdas solares, cubiertas de vidrio, transporte, tierra y estructuras de soporte para una producción solar determinada.

A principios de la década de 1980, las mejores celdas de laboratorio del mundo tenían una eficiencia del 17 por ciento. Esto significa que el 17% de la luz solar se convierte en electricidad y el resto (83%) de la energía solar se pierde (en forma de calor).

En la década de 1980, nuestro equipo de investigación en la UNSW, dirigido por Martin Green y yo mismo, creó una serie de récords mundiales de células solares de silicio de alta eficiencia.informamos 18% de eficiencia En 1984, 19% de eficiencia También en 1984, un hito importante 20% de eficiencia 1986.

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En 1989 nuestro grupo reportó un Nuevas celdas solares diseño llamado «minuto», una eficiencia récord de 22-23%.

Esta batería nueva, más eficiente, es mejor que la anterior porque hemos eliminado algunos de los defectos en la superficie de los cristales de silicio, reduciendo así las pérdidas de electrones. El diseño PERC también nos permite capturar la luz solar de manera más eficiente.

En la década de 1990, la Universidad de Nueva Gales del Sur realizó más mejoras en las células PERC de laboratorio, lo que resultó en Rango de eficiencia del 24-25 %Hasta hace poco, UNSW ostentaba el récord mundial de eficiencia de células solares de silicio.

A partir de 2013, hubo una brecha de 25 años entre el desarrollo y la rápida comercialización de las células PERC. Durante este período, se hicieron muchos esfuerzos para llevar el diseño PERC a la producción comercial.

Las celdas PERC son más eficientes que las celdas comerciales anteriores. Recientemente ha habido un fuerte incentivo para baterías más eficientes ya que el costo de las baterías como proporción del costo total de un sistema solar, incluidos los sistemas de transporte, tierra e instalación, continúa disminuyendo.

Los grandes beneficios de la energía solar

La energía solar actualmente representa más del 40% de la nueva generación neta de electricidad, con energías fósiles, nucleares, eólicas, hidráulicas y otras renovables que componen el resto.

La energía solar está creciendo más rápido que otras tecnologías de generación de energía. Con el tiempo, a medida que se desmantelen las centrales eléctricas de combustibles fósiles, la energía solar (y eólica) dominará la producción de electricidad, lo que conducirá a reducciones drásticas en las emisiones de gases de efecto invernadero.

Este año, se venderán suficientes módulos solares PERC para generar 60-70 GW de electricidad.de acuerdo a predecir, PERC alcanzará las tres cuartas partes de las ventas anuales de módulos solares a mediados de la década de 2020, lo suficiente para igualar el aumento en la generación de energía total de todas las demás tecnologías.

Hasta la fecha, se han vendido aproximadamente 50.000 millones de dólares australianos en módulos PERC. Se espera que alcance cientos de miles de millones de dólares a finales de esta década.

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Las emisiones de Australia (excluyendo las de los incendios forestales) están disminuyendo a medida que instalamos energía solar y eólica per cápita cuatro veces más rápido que en la UE, EE. UU., Japón y China.

Nuestra posición como líder mundial en instalaciones de energías renovables es incierta ya que los objetivos de energías renovables alcanzados en 2019 no se han ampliado.

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Con políticas de apoyo, como la promoción de una mayor transmisión para llevar la energía solar y eólica a las ciudades, Australia puede acelerar significativamente el despliegue de energía eólica y solar, lo que permite recortes rápidos y profundos con un costo neto de casi cero.

Tal política requerirá un apoyo gubernamental más fuerte y sostenido para el despliegue de energía renovable y la investigación y desarrollo de nuevas tecnologías.

Mirando hacia el futuro

La energía solar es enorme, omnipresente e infinitamente sostenible. Cálculos simples sugieren que menos del 1% de la superficie terrestre del mundo necesitará energía solar para proporcionar toda la energía del mundo, la mayor parte de la cual se utiliza en la construcción de techos, desiertos y flotando en cuerpos de agua.

Los sistemas solares usan solo materiales muy comunes (nunca nos quedaremos sin ellos), requieren una minería mínima (alrededor del 1% de la requerida para el combustible fósil o nuclear equivalente) y tienen riesgos militares y de seguridad mínimos (nunca iremos a la guerra por acceso solar), sin accidentes mayores (a diferencia de los accidentes nucleares), y con un impacto mínimo en el medio ambiente durante un período de tiempo infinito.

Australia ha hecho una contribución significativa a la mitigación del cambio climático mediante el rápido despliegue de energía eólica y solar y desarrollos tecnológicos como nuestras células PERC. Pero con un mejor apoyo del gobierno, se puede hacer más, de manera rápida y económica.