El acero se considera una alternativa a los marcos de aluminio de los paneles solares

Por Kelly Pickerel | 8 de agosto de 2022

Si bien el sol siempre ha estado asociado con la energía solar, también lo ha hecho el marco de aluminio. Algunos paneles solares fotovoltaicos no tienen marco, con células intercaladas entre dos piezas de vidrio, y otros diseños más flexibles utilizan polímeros para mantener los electrones protegidos. Pero todos los demás paneles solares con marco que existen, es probable que estén hechos de aluminio. Por razones ambientales y prácticas, ahora existe un impulso creciente para explorar otras opciones de materiales para marcos.

Crédito: Origami Solar

El aluminio probablemente se convirtió en el material dominante para los marcos de paneles cuando comenzó la industria porque es liviano y tiene una excelente protección contra la corrosión.

"Era la apuesta segura hace 40 años, pero no es la elección correcta para lo que será un enorme crecimiento en la energía solar durante los próximos 40 años", dijo Gregg Patterson, director ejecutivo de la startup de estructuras de acero Origami Solar. El argumento de la empresa para cambiar a estructuras de acero: el aluminio es caro y tiene una enorme huella de carbono.

Hay algunos hechos que respaldan esto. Según una revisión del mercado mundial de metales realizada en julio de 2022, el acero laminado en frío promediaba 0,93 dólares la libra, mientras que el aluminio se mantenía cerca de 2,45 dólares la libra. Según Risen Energy, que recientemente añadió una opción de estructura de acero a su popular línea de paneles solares Titan, se necesitan 13,5 MWh de energía térmica para producir una tonelada de aluminio (equivalente a 11,2 toneladas de CO2), mientras que solo se necesitan 4,5 MWh para producir una tonelada de acero (1,8 toneladas de CO2). Y como casi todos los marcos de aluminio provienen de China, un país que depende de la electricidad generada por carbón, los marcos de los paneles solares tienen un origen de energía sucia.

Crédito: Origami Solar

"El marco de aluminio es el componente más caro de un módulo después de las células solares", dijo Patterson. “[Con el acero] se obtiene un rendimiento más barato, más limpio y más alto y se puede obtener en el país. Afecta prácticamente a todos los aspectos de lo que la industria busca hacer ahora”.

El acero podría ser el material de estructura elegido para la industria solar del futuro. Es intrínsecamente más resistente que el aluminio, por lo que soportará más fácilmente el tamaño y el peso añadidos de los módulos de gran formato. Y con los nuevos avances en los revestimientos anticorrosivos, el acero es más capaz de resistir los elementos cada vez más temperamentales asociados con el cambio climático.

Risen Energy es hasta ahora el único fabricante de módulos que comercializa una opción con estructura de acero. La empresa china refuerza su estructura de acero con un revestimiento de zinc, aluminio y magnesio resistente a la corrosión para mejorar la resistencia, la apariencia y la vida útil. Según las hojas de especificaciones, la única diferencia entre un panel solar Titan de 670 W a escala comercial con marco de acero y uno con marco de aluminio es que el modelo con marco de acero pesa 1,5 kg (3,3 libras).

Más que nada, Risen buscó alternativas de cuadro debido a la gran huella de carbono del aluminio.

La opción de estructura de acero de la serie de módulos Titan de Risen Energy tiene el mismo aspecto que una estructura de aluminio.

“Cualquiera que sea su creencia”, afirmó Luke Sun, presidente de Risen Energy, en un comunicado de prensa, “la contaminación ambiental y las emisiones de dióxido de carbono nos afectan a todos. Simplemente no es suficiente que proclamemos que estamos logrando un impacto en la reducción de estos elementos al proporcionar y utilizar módulos solares fotovoltaicos; debemos hacer más. Pasar a este módulo de construcción única es un paso en la dirección correcta”.

La firma de inteligencia de mercado Boundless Impact Research & Analytics completó un informe de impacto ambiental para Origami Solar a principios de este año y descubrió que reemplazar solo el 10% de los marcos de aluminio convencionales de la industria solar por marcos de acero daría como resultado una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de aproximadamente 30 megatones entre 2022. y 2030. Esto equivale a las emisiones de ocho centrales eléctricas alimentadas con carbón durante todo un año.

Crédito: Origami Solar

Origami Solar ya ha construido más de 4 km de marcos para mostrar la similitud del acero con el aluminio y comenzar las pruebas de terceros. Se han conseguido proveedores de acero; Origami ahora necesita que las empresas de módulos se registren. Patterson dijo que muchos están interesados, especialmente porque el proceso de fabricación de Origami puede proporcionar marcos de acero producidos en el país que son competitivos en costos con las importaciones de aluminio de China.

“Nuestro objetivo es impulsar la adopción de marcos y trabajar con las empresas de módulos y luego con las empresas de estanterías y seguimiento para descubrir cómo podemos mejorar los costos de instalación para impulsar la energía solar en la dirección correcta para que pueda escalar según lo que el mundo necesita. Tenemos que empezar a salirnos de esa cadena de suministro china”, afirmó.

"Los marcos de paneles solares hechos de plástico tienen muchas ventajas que los diferencian de los marcos existentes, como la facilidad de instalación, y por lo tanto tienen un gran potencial de mercado", dijo Steven Kim, líder de la división de materiales de ingeniería de LG Chem, en un comunicado de prensa.