Los avances tecnológicos liberan el potencial de crecimiento de la energía solar

Cada hora, la Tierra recibe energía del sol suficiente para cubrir toda la demanda anual de consumo energético del mundo.¹ Este dato genera entusiasmo en torno a los continuos avances en tecnologías de energía solar fotovoltaica (FV) a medida que mejoran la conversión de los rayos del sol en electricidad y se utilizan cada vez más en todo el mundo. La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía altamente escalable, rentable y renovable que puede utilizarse de diversas formas y en distintos lugares. En los próximos años, esperamos que los avances en módulos solares y tecnologías relacionadas alienten un fuerte crecimiento en la capacidad y generación de energía solar, y creen oportunidades atractivas de inversión durante la transición energética.

Conclusiones clave

• Se prevé que el sector de la energía solar represente el 52 % del crecimiento de la capacidad energética a nivel mundial entre 2022 y 2032, con un aumento del 3 % hasta casi un 11 % de participación en las previsiones de generación de energía a nivel mundial.²
• Las mejoras en los módulos solares, las celdas solares, el software y los sistemas de seguimiento y montaje podrían generar más reducciones de costos en toda la cadena de valor de la energía solar durante la próxima década, lo que respaldaría las perspectivas de crecimiento sólido.
• Los principales fabricantes de módulos solares continuaron avanzando significativamente hacia la comercialización de módulos de última generación en 2022.

La escalada de la energía solar con nuevas inversiones reduce los costos

Esperamos que la energía solar se expanda más que cualquier otra fuente de energía durante la próxima década y represente más de la mitad de la capacidad total de generación de electricidad entre 2022 y 2032.³ La energía solar es una de las fuentes de energía más limpias, dado que los sistemas fotovoltaicos tienen períodos cortos de amortización de carbono y pueden producir energía con cero emisiones de gases de efecto invernadero durante 30 años.⁴ Esta es una de las razones por las que gobiernos de todo el mundo han dado prioridad a la adopción de la energía solar a través de créditos fiscales, subsidios y licitaciones y subastas de proyectos relacionados. En EE. UU., por ejemplo, la Ley de Reducción de la Inflación incluye incentivos destinados a la creación de una cadena de suministro nacional de equipos solares y a fomentar el crecimiento de este tipo de energía.⁵ A nivel mundial, las empresas también están desarrollando cada vez más proyectos de energía solar o adquiriendo energía solar a través de acuerdos de compra para cumplir con los objetivos de sostenibilidad.

Con la ayuda de dicho apoyo del sector público y privado, prevemos que la capacidad mundial de energía solar aumentará de 991 gigavatios (GW) en 2022 a 3322 GW en 2032, con una tasa de crecimiento anual compuesto (TCAC) del 11,6 %.⁶ Posteriormente, se prevé que la participación de la energía solar en la generación total de energía mundial aumente del 3,4 % al 10,9 % durante ese período.⁷ Históricamente, el crecimiento de la capacidad de energía solar ha sido más fuerte en China, EE. UU. y la Unión Europea, y esperamos que estas regiones sigan siendo líderes durante la próxima década.

La creciente competitividad de los costos del sector de la energía solar frente a las fuentes de energía tradicionales también es fundamental para su potencial de crecimiento. Entre 2010 y 2021, el costo nivelado de la electricidad (levelized cost of electricity, LCOE) ponderado a nivel mundial para

proyectos fotovoltaicos a escala de empresas de suministro eléctrico cayó un 88 %.⁸ Esta pronunciada caída se debió al desarrollo de paneles solares más potentes, duraderos y eficientes, así como a mejoras en inversores, estructuras de soporte y componentes de seguimiento. Las empresas que mejoraron los procesos de fabricación y las economías de escala que condujeron a procesos de instalación más eficientes también desempeñaron un papel en la reducción de precios.

Los problemas en la cadena de suministro y el aumento de los precios de los envíos y el polisilicio hicieron que se revirtiera la tendencia a la baja de los precios de ciertos proyectos en 2021 y 2022, y es probable que los costos de los proyectos de energía solar sigan siendo elevados en 2023.⁹ Sin embargo, este tipo de energía sigue siendo muy competitiva en materia de costos, y dicha competitividad incluso está mejorando debido a los aumentos en los precios del gas natural y el carbón.¹⁰

El avance en las tecnologías ha hecho más viable a la energía solar

La tecnología fotovoltaica mejorada puede hacer de la energía solar una opción aún más viable en un mayor número de países, lo que promueve el potencial de crecimiento generalizado en medio de los esfuerzos de mitigación y adaptación al cambio climático. En este sentido, la industria solar está trabajando para crear módulos solares más potentes y de eficiencia ultraalta para una mayor producción. Los módulos solares ahora tienen potencias nominales de más de 600 W para proyectos a escala de empresas de suministro eléctrico, y de 400 W para proyectos residenciales.¹¹ La eficiencia también está mejorando, con módulos que ahora alcanzan eficiencias de más del 22,5 %.¹² Para situar esto en contexto, hace cinco años los módulos solares más avanzados tenían una potencia nominal de 385 W y eficiencias del 16 % al 19 %.^13,14 Los módulos más recientes pueden derivar en una mejor ejecución de proyectos y en menores costos al reducir el número de módulos necesarios en un proyecto.

La clave para la futura generación de módulos son los avances en las tecnologías de celdas solares, como las celdas multiunión, las celdas en tándem, las celdas de película delgada y las celdas solares de contacto posterior interdigitado (interdigitated back contact, IBC), lo que puede aumentar el rendimiento y reducir los costos.^15,16 Además, los módulos solares fabricados con nuevos materiales, como la perovskita, podrían ser más grandes, más baratos y más eficientes que los fabricados con silicio.¹⁷ Las celdas tipo P y tipo N se pueden adquirir fácilmente, con un mercado que ya inició el cambio hacia las celdas tipo N, y las celdas de perovskita de silicio en tándem e IBC podrían alcanzar la producción en masa a finales de la década.^18,19

En otras áreas de la cadena de valor de la energía solar, los fabricantes siguen mejorando los sistemas de seguimiento y montaje, lo que crea oportunidades para la instalación de sistemas fotovoltaicos en terrenos históricamente difíciles, inadecuados y de alto costo, como vertederos, paisajes montañosos, tierras agrícolas en actividad e incluso masas de agua. Aunque los sistemas de seguimiento pueden conllevar mayores costos iniciales que los sistemas tradicionales de inclinación fija, también pueden reducir los costos al eliminar la necesidad de nivelar el terreno, ampliar la superficie apta y reducir los costos de mano de obra asociados con la instalación.

El aumento de la digitalización a través del aprendizaje automático, el software de análisis avanzado, las tecnologías de prevención de fallos basada en datos y el manejo automatizado de la vegetación también puede ayudar a reducir los costos. Los posibles beneficios en los costos van desde las primeras etapas del diseño hasta la instalación, la operación y el mantenimiento. La digitalización puede ayudar a integrar mejor los sistemas fotovoltaicos solares en las redes de energía eléctrica para aumentar su rentabilidad y durabilidad.²⁰

Además, los continuos esfuerzos políticos para agilizar los permisos en muchos países deberían tener un impacto positivo en los futuros precios de la energía solar y en el crecimiento de la tecnología. Cabe destacar que los costos indirectos, como los permisos, la mano de obra de instalación y los costos de operación y mantenimiento, constituyen ahora la mayor parte de los costos de los proyectos fotovoltaicos tras la caída de los precios de los módulos solares.²¹

Los fabricantes de módulos fotovoltaicos solares continúan aumentando la potencia y la eficiencia

En 2022, los principales fabricantes de módulos solares continuaron con los avances en la futura generación de módulos potentes y de eficiencia ultraalta que esperamos que conduzcan a caídas en los precios y a un fuerte crecimiento de la energía solar.

• Canadian Solar: en diciembre de 2022, Canadian Solar anunció que en el primer trimestre de 2023, iniciará la producción en masa de su módulo solar tipo N de 690 W.²² Este módulo ofrece una eficiencia de celda del 25,0 %, que es aproximadamente un 1,5 % superior a la eficiencia de celda promedio de los modelos convencionales actuales. Se espera que estos módulos representen el 30 % de los envíos totales de módulos de la empresa en 2023.²³
• JinkoSolar: en diciembre de 2022, JinkoSolar estableció una eficiencia récord del 26,4 % para una celda solar tipo N. Anteriormente, la empresa había alcanzado el 25,7 % en abril de 2022 y el 26,1 % en octubre. El Dr. Jin Hao, director de tecnología de la empresa, afirmó que estos logros de investigación y desarrollo (I+D) sientan las bases para la futura producción a gran escala de módulos con eficiencias altamente mejoradas.²⁴
• Longi: en noviembre de 2022, Longi alcanzó el récord mundial de eficiencia en celdas solares de silicio con un 26,81 % para una celda solar de heterounión no especificada.²⁵ Si bien no hay un programa que indique cuándo esta celda podría alcanzar la producción en masa, señala el énfasis continuo de la empresa en I+D para mejorar la eficiencia de las celdas solares para las futuras generaciones de módulos.
• Trina Solar: en octubre de 2022, Trina Solar anunció su módulo más reciente para proyectos comerciales e industriales.²⁶ El módulo Vertex N de 595 W tiene una potencia de aproximadamente 30 W más que los módulos tipo N convencionales en el mercado comercial e industrial. Su producción está en marcha y se espera que las entregas comiencen en el primer trimestre de 2023. Entre la nueva generación de módulos se encuentra un módulo de 690 W para proyectos a escala de empresas de suministro eléctrico y un módulo de 445 W para el segmento de techo. En octubre, Franck Zhang, director de Estrategia y Marketing Global de Productos, señaló que los módulos de más de 700 W podrían ser lo usual en unos tres años.²⁷
• JA Solar: en mayo de 2022, JA Solar presentó su primera generación de módulos solares tipo N, con un aumento en su rango de potencia de 415–600 W a 435–625 W y una mayor eficiencia. Este módulo también ofrece una mayor durabilidad potencial que los productos anteriores y una garantía de rendimiento de 30 años.²⁸

Conclusión: los avances tecnológicos convierten a la energía solar en la energía ecológica preferida

La abundancia de luz solar hace que el mundo finalmente recurra a esta para obtener energía limpia a gran escala. Los avances en la tecnología fotovoltaica están ampliando cada vez más las posibilidades de uso de la energía solar, con proyectos de diferente envergadura para generar desde unos pocos kilovatios (kW) en sistemas residenciales hasta más de 1000 GW en sistemas a escala más grandes de empresas de suministro eléctrico. Esperamos que los avances futuros en la tecnología aumenten las capacidades de la energía solar y, al mismo tiempo, hagan que sea más barato generarla. Como fuente de energía intermitente, la energía solar no es perfecta. Sin embargo, esperamos avances, como el desarrollo continuo de proyectos híbridos de energía solar y almacenamiento para incrementar la fiabilidad de la red y, de paso, apuntalar el potencial de un crecimiento significativo a largo plazo de este sector.