La puesta en marcha del Instituto Chileno de Tecnologías Limpias, impulsado por Corfo, es la principal apuesta que realizan los especialistas a cargo de los laboratorios dedicados a la Investigación y Desarrollo (I+D) en energía solar, para darle un mayor valor agregado a esta fuente energética, donde se desarrollan múltiples proyectos fotovoltaicos, termosolares o de sales fundidas.

Uno de los focos de I+D que tendrá este Instituto es la energía solar y sus aplicaciones tecnológicas, razón por la cual las universidades y centros de investigaciones están expectantes ante la materialización de esta iniciativa, la cual actualmente está en un proceso de licitación para la participación de instituciones ligadas a la investigación.

Relevancia

Los especialistas de los principales laboratorios que trabajan en energía solar destacan que el funcionamiento del Instituto Chileno de Energías Limpias, marcará un punto de inflexión en I+D en torno a esta fuente energética.

Rodrigo Palma, director del Centro de Investigación de Energía Solar (Serc Chile), que es un consorcio de universidades dedicadas a este tema, afirma que la apuesta por el Instituto de Tecnologías Limpias “es clave para el tema solar, puesto que tiene una apuesta concreta hacia la industria. Después de la creación de Endesa estatal este para mí es el esfuerzo del área energía más relevante que puede marcar un antes y un después”.

Esto es compartido por Raúl O’Ryan, académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez, donde ejerce como director del iUAI Earth Center: “El Instituto busca generar capacidad de trabajo e investigación de largo plazo que, a mi juicio, tiene que partir desde la demanda, o sea debe mirar cuáles son los problemas y oportunidades de desarrollo de los sectores minero y solar, y en base a ello definir las tecnologías requeridas, armando las alianzas nacionales e internacionales, y desarrollando la infraestructura local específica necesaria”.

¿Cuáles son los laboratorios?

En Chile actualmente funcionan varios laboratorios dedicados a la Investigación y Desarrollo en energía solar, los que son impulsados por universidades, entidades internacionales que operan en el país y empresas vinculadas al sector energético.

Serc Chile
Esta institución está integrada por la Universidad de Chile, Universidad de Tarapacá, la Universidad de Antofagasta (UA), la Universidad Técnica Federico Santa María (UTFSM), Universidad Adolfo Ibáñez (UAI), Universidad de Concepción (UDEC), la Universidad Católica y Fraunhofer Chile con el propósito de realizar investigaciones en energía solar.

Rodrigo Palma, director de Serc Chile, destaca a ELECTRICIDAD el proyecto Atamostec (Atacama Module and System Technology Consortium), un consorcio público-privado donde cuentan con instalaciones de investigación aplicada outdoor correspondientes a una planta industrial de 1 MWp y sistemas de pilotajes divididos en tres tecnologías bifaciales y una monofacial acondicionada para zonas desérticas de alta radiación.

El académico explica que la iniciativa tiene por objetivo “reducir el costo del LCOE (levelized cost of energy) a una meta de 25 US$/MWh a 2025, y además generar una industria propia que pueda proveer de bienes y servicios a la industria chilena y para la exportación”.

Esta investigación ejecutada transitoriamente por la Universidad de Antofagasta, donde además participan tres instituciones internacionales (CEA-LITEN-INES, de Francia, ISC Konstanz y Fraunhofer, de Alemania), junto a las empresas Adrox Spa, Borg, Cintac, Colbún, Ecoenergías, Ecovisión, Fotcast, Geogrow Spa, Innova Renovable, Mondragón, New Energy, Novalquimia, Phibrand S.A., Snare, Solarpro, Solcor, Syntec, Tecno Andina, Venergía y Vidrios Lirquén S.A.

Según Palma, otra iniciativa que se impulsa en Serc Chile es la investigación en electrónica de potencia, “donde lo más destacado son convertidores de alta eficiencia para poder llegar a evacuar la energía con bajas pérdidas, sin pasar por el sistema de corriente alterna, que tiene más del 99% de eficiencia cuando se hace la conversión de energía de los paneles fotovoltaicos hacia los inversores, siendo un récord a nivel mundial”.

Universidad Adolfo Ibáñez
Raúl O’Ryan, académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez, indica que algunos de los proyectos de I+D más relevantes son los que realizan en la iniciativa Themsys, enfocada en el desarrollo de materiales y sistemas de almacenamiento y transferencia térmica, buscando oportunidades de integración de la tecnología termosolar en la industria metalúrgica local.

En esta línea, el académico resalta la aplicación web «asesor de integración”, que busca acercar la tecnología termosolar a los procesos metalúrgicos, “asesorando qué tipo de tecnología es recomendable para el proceso consultado, los posibles ahorros en combustible y CO2, y los proveedores que existen en Chile”.

Otro proyecto mencionado por O’Ryan es Accusol, el cual se impulsa “en conjunto con investigadores de España, República Dominicana y Polonia, quienes realizan investigación en sistemas de climatización para edificaciones usando energía solar”.

Agrega que la Universidad Adolfo Ibáñez también participa en el proyecto Atamostec, que busca aprovechar el recurso solar presente en Chile para generar energía fotovoltaica, con tecnologías adaptadas a condiciones desérticas y de alta radiación. Se investiga en aplicaciones a nivel de la matriz de generación, y otras, más descentralizadas, en especial el nexo Food-Energy-Water “aplicando el análisis del ciclo de vida de las tecnologías que se están desarrollando”.

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Universidad de Antofagasta
Edward Fuentealba, director del Centro de Desarrollo Energético Antofagasta, de la casa de estudios, menciona a ELECTRICIDAD que sus proyectos I+D se enfocan en investigación aplicada en las áreas de termosolar y fotovoltaica. “En la primera está en el análisis de metalurgia solar a alta temperatura, por medio de un laboratorio que posee un reactor de 1 kW, similar a un pequeño horno solar, para verificar el comportamiento de materiales residuales como material de almacenamiento”.

“También trabajamos con materiales de almacenamiento térmico sensible de alta temperatura, a través de una planta piloto de 1 tonelada para fundir sales y analizar corrosiones, donde se testean composiciones de sales locales para evaluar el comportamiento térmico y así lograr nuevas composiciones para las etapas de aplicación industrial”, precisa el académico.

En el área fotovoltaica, Fuentealba destaca las investigaciones de celdas y módulos fotovoltaicos, soiling y radiometría, “en las cuales hemos generado publicaciones y conclusiones respecto a su comportamiento y el mejoramiento de las tecnologías en condiciones desérticas de alta radiación. Actualmente, tenemos instalaciones semi industriales que han permitido generar una colaboración activa de la industria y la academia en una relación virtuosa”.

Todas estas áreas consideran el desarrollo local de capital humano a nivel de postgrado (Doctorado en Energía Solar y Magíster en Desarrollo Energético), pregrado (Diplomado de Energía) y nivel técnico (Curso teórico-práctico en fotovoltaica).

Fraunhofer ChileI+D en terreno de investigadores de Fraunhofer Chile. Foto: Gentileza Fraunhofer Chile.

Marco Vaccarezza, jefe de Desarrollo de Negocio del Centro de Tecnologías para Energía Solar (CSET) de Fraunhofer Chile, explica a este medio que las principales investigaciones se concentran en energía fotovoltaica, solar de concentración de potencia, térmica para procesos y tratamiento de agua.

“Estamos apoyando toda la cadena de valor de la industria solar, para que las instalaciones funcionen de manera correcta y esperada, además de buscar nuevas aplicaciones de sistemas fotovoltaicos (por ejemplo bifaciales y sistemas Agro PV), apoyando tanto en la introducción de nuevas tecnologías, como en aspectos de optimización de operación e inyección eficiente de energía solar en las redes eléctricas”, sostiene.

En el área termosolar, el ejecutivo indica que se trabaja en sistemas de calor para procesos industriales y en energía solar de potencia (CSP).

“En el sector de las empresas que poseen y operan plantas solares de mediana y gran escala, una serie de actores están utilizando o probando en alguna medida desarrollos, tecnologías y/o servicios avanzados provistos por Fraunhofer Chile, como sistemas de apoyo para optimizar la limpieza de plantas fotovoltaicas de grandes extensiones (modelo Osomm “Optimal Soiling Management Model” actualmente en comercialización), pruebas de calidad y medición de desempeño óptimo de plantas (yield assessment), sistemas de predicción de producción de energía de corto plazo (nowcasting), y pilotaje de configuraciones de plantas fotovoltaicas adaptadas al uso sobre cultivos agrícolas para lograr doble uso de suelo y evitar pérdida de terrenos cultivables”, señala Vaccarezza.

Añade que en el campo solar térmico “tenemos varios estudios con diversas empresas, esperando que en el mediano plazo algunos de ellos se implementen de manera concreta”, destacando el caso de Jucosol, donde se redujo el consumo de combustibles fósiles y se aumentó la fracción solar de la planta de la compañía, agregando que también trabajan “con la Cervecera Guayacán, quienes tienen el objetivo de integrar la mayor cantidad de energía solar en el proceso de producción de cerveza artesanal”.

Una de las misiones de la entidad es “afianzar y adaptar normas de calidad y certificación” de los paneles, donde Marco Vaccarezza señala que “es importante que el país avance en la instalación de estas capacidades”.

“Las certificaciones son herramientas necesarias y útiles para asegurar el funcionamiento correcto de las tecnologías, sobre todo al ser utilizadas en condiciones extremas tales como las que se encuentran en las zonas desérticas en Chile”, advierte el ejecutivo.

Engie Laborelec ChileTrabajos en campo solar de Engie Laborelec Chile. Foto: Gentileza Engie Laborelec Chile.

Según Elías Urrejola, Lead Solar Expert & Project manager de Laborelec Chile, una de sus principales investigaciones está en la planta solar El Águila, perteneciente a Engie Energía Chile −que se ubica en Arica− donde existe un laboratorio outdoor experimental “con 7 tecnologías funcionando en condiciones extremas desde hace más de un año”.

“En este laboratorio al aire libre se estudian formas de optimizar la instalación de las distintas tecnologías, además de monitorear su degradación en condiciones extremas de radiación y ensuciamiento, probar soluciones para optimizar los costos de operación y mantenimiento, y medir el rendimiento de cada una de ellas en forma precisa, para definir las tecnologías más prometedoras desde un punto de vista técnico-económico a ser usadas en Chile y el mundo”, plantea el ejecutivo.

“El laboratorio ya ha producido más de un año de datos confiables sobre el rendimiento de paneles bifaciales en sus diferentes configuraciones, además de datos de rendimiento de sistemas de baja y alta concentración fotovoltaica”, asegura Urrejola.