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Estudio del MIT revela 81 innovaciones, de semiconductores a softwares, que redujeron en más de 99% el costo de los paneles solares desde 1970.
El costo de los paneles solares se ha desplomado más de 99% desde la década de 1970. Este avance ha permitido la adopción a gran escala de sistemas fotovoltaicos, que convierten la luz del sol en electricidad.
Un estudio del MIT detalló innovaciones que llevaron a reducciones tan expresivas, mostrando que avances técnicos provenientes de diferentes áreas fueron decisivos.
La investigación, publicada en PLOS ONE, puede orientar a empresas de energía renovable en la elección de inversiones en investigación y desarrollo.
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También puede ayudar a los gobiernos a definir prioridades para estimular la fabricación y la instalación de paneles solares.
Origen variado de las innovaciones en los paneles solares
Lo más importante es que muchas de las innovaciones no surgieron directamente del sector SOLAR.
Hubo contribuciones de áreas como semiconductores, metalurgia, fabricación de vidrio, perforación de petróleo y gas, construcción civil e incluso dominios jurídicos.
La autora principal, Jessika Trancik, profesora en el Instituto de Datos, Sistemas y Sociedad del MIT, destacó que el proceso de reducción de costos es complejo.
Según ella, los avances científicos y de ingeniería, a menudo básicos, están en el centro de estas caídas. El conocimiento fue extraído de múltiples sectores, formando una red que favoreció mejoras.
Equipo y metodología
El artículo fue firmado también por Goksin Kavlak, Magdalena Klemun, Ajinkya Kamat, Brittany Smith y Robert Margolis.
La base del trabajo fue un modelo matemático desarrollado anteriormente por el grupo, que relaciona tecnología de ingeniería y costos de módulos y sistemas fotovoltaicos.
En este estudio, el objetivo fue profundizar en los avances científicos que contribuyeron a la caída de los precios.
Para ello, los investigadores combinaron el modelo cuantitativo con un análisis cualitativo de las innovaciones, evaluando desde materiales y fabricación hasta procesos de instalación.
Factores y patrones identificados
El modelo numérico guió el análisis cualitativo. Esto permitió examinar innovaciones en áreas con pocos datos disponibles.
Se consideraron factores de costo ya conocidos, como el número de células por módulo, la eficiencia del cableado y el tamaño del wafer de silicio.
A partir de ahí, el equipo agrupó las innovaciones para identificar patrones.
Muchos avances vinieron de la mejora de materiales o de la prefabricación de componentes, optimizando la fabricación y el ensamblaje. Especialistas del sector ayudaron a validar la relevancia de cada innovación.
81 innovaciones mapeadas
Desde la década de 1970, el estudio identificó 81 innovaciones que afectaron costos, yendo desde vidrios antirreflectantes hasta sistemas de licencia completamente en línea.
Trancik afirmó que el análisis exigió definir límites para no profundizar demasiado en etapas como el procesamiento de materias primas.
Los investigadores separaron los costos de los módulos fotovoltaicos de los costos de equilibrio del sistema (BOS), que incluyen ensamblaje, inversores y cables.
Mientras los módulos se producen y exportan en masa, muchos ítems BOS se fabrican y venden localmente.
Diferencias entre módulos y BOS
Al comparar las dos partes de la tecnología, fue posible ver que las innovaciones del BOS tienden a estar más ligadas a tecnologías livianas, como cambios en procedimientos de licencias.
Estas tuvieron un menor impacto en las caídas históricas de costo en relación al hardware.
Retrasos en obras y procesos burocráticos fueron señalados como factores que elevan costos. Por eso, softwares de licencia automatizada son vistos como prometedores, aunque aún no cuantificados en el estudio.
Papel de otros sectores
Sectores como semiconductores, electrónicos, metalurgia y petróleo contribuyeron mucho a la reducción de costos de los módulos y del BOS.
En el caso del BOS, ingeniería de software y servicios públicos de energía también tuvieron impacto.
Además, factores como economías de escala y acumulación de experiencia en el sector solar ayudaron a reducir variables de costo.
Gran parte de las innovaciones de módulos vino de investigaciones y de la industria, mientras que muchas del BOS fueron desarrolladas por gobiernos locales, estados estadounidenses y asociaciones profesionales.
Sinergia tecnológica
Según Trancik, la energía fotovoltaica logró aprovechar avances externos porque había compatibilidad técnica, momento favorable y políticas de apoyo.
Klemun, otra coautora, destacó el potencial del aumento del poder de computación para reducir costos del BOS, citando sistemas automáticos de revisión de ingeniería y softwares de evaluación remota.
El equipo considera que la transferencia de conocimiento entre sectores aún está en sus inicios. Robótica y herramientas digitales basadas en inteligencia artificial deberían impulsar nuevas caídas de costo y mejoras en la calidad.
Midiendo el impacto de cada innovación
La metodología también permite estimar impactos cuantitativos cuando hay datos disponibles. Un ejemplo citado fue el corte de alambre, técnica de los años 1980.
Con ella, se redujo la pérdida de silicio y se aumentó la productividad.
Este análisis retrospectivo muestra lo que funcionó y puede orientar estrategias futuras sobre los paneles solares. El modelo también puede ser utilizado para prever el efecto de nuevas tecnologías, ayudando a identificar sectores externos capaces de contribuir a mejoras.
Próximos pasos
El grupo pretende aplicar la metodología a otras tecnologías, incluyendo diferentes fuentes de energía renovable.
Hay interés también en estudiar más a fondo las tecnologías livianas, buscando innovaciones que aceleren reducciones de costo.
Para Trancik, el proceso de innovación tecnológica no es una “caja negra” imposible de entender.
Así como otros fenómenos, puede ser estudiado, medido y utilizado para orientar el desarrollo de soluciones más accesibles.
