CRISTINA L. PINTO FUSTE

Panel fotovoltaikoetarako beira berritzaile batek efizientzia handitzen du elektrizitatearen ekoizpenean, NUPen defendatutako tesi baten arabera

Haren egitura loto-hostoetan oinarritzen da, eta mantentze-kostua ere murrizten du, Cristina L. Pinto fisikariak CENERen egindako ikerketak jasotzen duenez

Cristina L. Pinto Fuste fisikariak (Olazti, Nafarroa, 1995) egitura nanometriko batzuk garatu ditu modulu fotovoltaikoetan erabilitako beiraren gainazalerako. Egitura horiek loto-lorearen hostoetan oinarrituta daude. Berrikuntzak elektrizitatearen ekoizpenaren efizientzia handitzen du, eta mantentze-kostuak murrizten ditu. Zehazki, beirak “ez du ez argirik islatzen, ez zikintzen, eta zikintzen badu ur tanta batzuekin garbitzen da, eta, horrez gain, egun eguzkitsuenetan hoztu egiten da, eta hori guztia, bizitza baliagarria bermatuz, urradurarekiko erresistentzia hobetua baitu”, bere doktoretza-tesian[1] jasotzen duenez. Tesia Nafarroako Unibertsitate Publikoan (NUP) defendatu du, eta Energia Berriztagarrien Zentro Nazionalean (CENER)[2] garatu du doktoretza industrial bati esker.

“Teknologia fotovoltaiko mota desberdinek elementu komun bat partekatzen dute: beira moduluen aurrealdeko estalki gisa — azaldu du doktoretza-tesiaren egileak —. Beirak panel fotovoltaikoaren barne-osagaiak babesten ditu, fenomeno meteorologikoen aurkako babes-hesia ematen baitu, eta sistemaren iraunkortasuna eta bizitza baliagarria bermatzen ditu. Beirak euskarri-lana ere egiten du, moduluari zurruntasuna eta egitura-egonkortasuna ematen baitizkio. Horrez gain, gardentasun handia ematen du, eta horri esker argi-kantitate maximoa iristen da eguzki-zeluletara eta ekoizpen elektrikoa maximizatzen da”.

Nolanahi ere, beirak orobat baditu zenbait erronka modulu fotovoltaikoen efizientziari eta errendimenduari eragiten diotenak: aprobetxatu gabeko argiaren islapena, zeina zuzentzen saiatzen baita geruza anti-erreflektiboak gehituz; haren gainazaleko zikinkeria-metatzea, zeinak “eguzki-zeluletara argia sartzea blokeatu baitezake eta garbiketa-prozesuak maiz egitea eskatzen baitu energiaren ekoizpen optimoari eusteko”, eta urradurarekiko eta beroarekiko erresistentzia.

Loto-hostoetan oinarrituta

“Tesiak iraun duen hiru urteetan, zenbait egitura mota diseinatu, simulatu, fabrikatu eta testatu ditut harik eta egitura optimoak lortu ditudan arte: mikrozilindroz osatutako eta ausazko nanokonoz estalitako egitura hierarkikoak, loto-hostoen ereduaren oso antzeko eredua —azaldu du Cristina L. Pintok—. Horrela islapena minimizatu, hautsaren itsaspena eta eragiketa-tenperatura jaitsi, eta bere autogarbiketarako gaitasuna hobetzen da. Horrez gain, kanpoko estaldurarik gehitzen ez denez, urradurarekiko erresistentziak soluzio komertzialak gainditzen ditu”.

Modulu fotovoltaikoetan islatzen den argia panel horietako zeluletara iristen ez dena da, eta, horrenbestez, ez da elektrizitate bihurtzen. “Islapena sortzen da errefrakzio-indizearen aldaketa bortitz batengatik, 1 (airetik) 1.5 (beirara) pasatzen baita. Indize hori materialen propietate bat da. Beiran fabrikatutako nanokonoek bat-bateko aldaketa hori ezabatzen dute, errefrakzio-indizearen mailakako trantsizioa sortzen baitute airetik beirara, eta islatutako argia minimizatzen dute horrela”, esan du Cristina L. Pintok. Haren tesia Jaione Bengoechea Apezteguíak zuzendu du, CENEReko Berrikuntza eta Garapen Teknologiko Foto-Elektrikoko eta Fotovoltaikoko Zerbitzuko buruak, eta Joaquín Sevilla Moróder NUPeko katedradun eta Smart Cities Institutuko (ISC)[3] ikertzaileak tutorizatu du.

Modulu fotovoltaiko garbiagoak

Doktore berriak diseinatutako beirazko egiturek duten beste abantaila garrantzitsu bat da zikinkeriaren aurkakoa dela. “Nanoegitura horiek handitu egiten dute beiraren gainazalaren oinarriaren eta hautsarenaren arteko distantzia eta nabarmen jaisten dituzte itsaspena gobernatzen duten indarrak —esan du—. Hala, hiru neurketa-metodo desberdinen bidez, modulu fotovoltaikoak zikintzeko erritmoa % 50 inguru jaitsi da, eta horrek moduluak denbora-tarte handiagoan edukitzen ditu garbi”.

Hala ere, nanoegiturak zikindu egiten dira. “Nolanahi ere, autogarbiketarako gaitasuna da beste abantailetako bat. Ur tanta bat beirara erortzen denean, ur tanta barreiatu egiten da eta moduluan egon daitekeen zikinkeria guztia biltzen du, eta okertuta badago, tantak irrist egiten du eta zikinkeria guztia eramaten du, eta hala modulua garbitzen du”, esan du ikertzaileak.

“Ohiz kanpoko” iraunkortasuna

Urradurarekiko erresistentziari dagokionez, beiran zuzenean grabatutako egitura nanometrikoek “ohiz kanpoko iraunkortasuna ziurtatzen dute, eta soluzio komertzialetan ohikoak diren askatze-arazoak saihesten dituzte”. “Urradura probek erakusten dutenez, egitura horiek nabarmen gainditzen dituzte ohiko estaldurak, eta % 1eko narriadura arina dute harearekin 500 urradura-ziklo egin ondoren, beste estaldura komertzial batzuek dituzten % 2,5 eta % 3 arteko narriadurekin alderatuta”, ziurtatu du.

Horrez gain, beirak berotegi-efektua eragiten du, izpi infragorriaren parte bat islatzen baitu, eta beroa mikrozilindroen bidez ezabatu da. “Hala, eguzki-zelulek sortzen duten bero guztia beirak xurgatzen du, eta norabide guztietan jaulkitzen du, eta, horrenbestez, hoztu egiten da eta zelulak ere hozten ditu. Proiektu honetan, tenperatura 2,5 ºC jaitsi da egun eguzkitsuetan, eta horrek moduluaren ekoizpen elektrikoa areagotzen du”, esan du amaitzeko.

Curriculum vitae laburra

Cristina L. Pintok Zaragozako Unibertsitatean egin zituen, hurrenez hurren, Fisikako Gradua eta Energia Berriztagarrietako eta Efizientzia Energetikoko Masterra. Gero, NUPen matrikulatu zen doktoretza industrial batean. Doktoretzak hiru urte iraun zuen, eta denbora-tarte horretan erakunde akademikoko eta CENEReko ikertzaile-lanetan trebatu zen. Bere tesia egin bitartean, ikerketa-egonaldi bat egin zuen Kaliforniako Unibertsitatean, Los Ángeles (UCLA), Aaswath Raman[4] ikertzaileak gainbegiratuta. Aldizkari zientifikotan argitaratutako zazpi ikerketa-artikuluren egilea ere bada beste egile batzuekin batera.

Egun, Cristina L. Pinto ikertzaile-lanetan ari da CENEReko Eguzki Energiaren Teknologia eta Biltegiratze Departamentuko Energiarako Materialen eta Estalduren Laborategian.