La estadounidense NEXT Energy Technologies ha desarrollado la mayor ventana fotovoltaica orgánica transparente del mundo, de 102 x 152 cm.
Las placas solares que todos conocemos siguen mejorando su eficiencia y son cada vez más asequibles, pero siguen planteando un problema a la hora de integrarlas en los edificios: solo pueden instalarse en tejados y cubiertas. Hay disponibles en el mercado modelos ligeros y flexibles para terrazas y balcones, pero todavía no producen suficiente energía como para sustituir por completo a los paneles convencionales. También se trabaja desde hace años en soluciones de energía fotovoltaica integrada en edificios, conocidas como BIPV —como las que ofrece la española Onyx Solar y también pueden proporcionar agua caliente—, que se utilizan en fachadas de distintas construcciones tanto en España como en el resto del mundo. Sin embargo, se sigue buscando mejorar su eficiencia, escalabilidad y durabilidad.
Existe una cuarta vía: las ventanas fotovoltaicas orgánicas (OPV), que ofrecen ventajas como el uso de materiales más abundantes y menos contaminantes que las celdas de silicio. La empresa estadounidense NEXT Energy Technologies es uno de los líderes mundiales de esta tecnología y acaba de anunciar un hito en el sector: la ventana OPV transparente más grande del mundo, con unas dimensiones de 102 x 152 cm. La ventaja de éstas ventanas es que no solo permiten el paso de la luz natural, sino que también generan electricidad, integrándose perfectamente en la arquitectura moderna sin comprometer la estética.
«Para una industria ávida de una solución, este hito es una prueba más de que nuestra combinación de recubrimientos OPV y procesamiento de fabricación avanzada está funcionando, escalando, y se puede desplegar rápidamente», aseguró Daniel Emmett, cofundador y CEO de NEXT Energy en un comunicado de prensa. «Es una demostración que refuerza la confianza en nuestro camino hacia la producción comercial de ventanas OPV de 60 x 120 pulgadas [152 x 305 cm]«.
Cómo se fabrican
La tecnología desarrollada por NEXT Energy Technologies se basa en un recubrimiento fotovoltaico orgánico único que se aplica mediante técnicas automatizadas de recubrimiento con troquel de ranura (conocido como slot-die coating). El proceso consiste en depositar el revestimiento, marcar con láser la capa OPV y laminarla. Este recubrimiento de color gris neutro, inspirado en los tonos más utilizados en las fachadas comerciales de EEUU, permite que las ventanas generen energía sin alterar la apariencia del edificio.
La principal innovación de la compañía radica en la estructura multicapa de sus ventanas, compuestas por una base de vidrio tratado, sobre la cual se aplica un recubrimiento conductor transparente que facilita la recolección de energía. Encima de esta capa se encuentra el material fotovoltaico orgánico, el encargado de convertir la luz solar en electricidad, seguido de una capa protectora que optimiza la durabilidad y estabilidad del sistema. Estas ventanas incluyen además una capa de encapsulación para prevenir la degradación causada por la humedad y otros agentes ambientales, lo que garantiza su rendimiento a largo plazo.
A diferencia de las celdas solares tradicionales de silicio, las OPV son ligeras, flexibles y pueden ser transparentes, lo que las hace ideales para aplicaciones en ventanas y fachadas de edificios. Estos materiales orgánicos, compuestos principalmente por carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno, se depositan en capas delgadas sobre sustratos flexibles, permitiendo la fabricación de dispositivos que se adaptan a diversas superficies y formas.
La integración de la tecnología OPV en ventanas ofrece múltiples beneficios en comparación con los sistemas fotovoltaicos tradicionales. Además de generar electricidad, las ventanas OPV absorben y convierten la luz infrarroja, lo que reduce la entrada de calor en el interior del edificio y, por tanto, disminuye el consumo de energía de los sistemas de climatización.
La fabricación de celdas OPV implica un menor consumo de energía y utiliza materiales más abundantes y menos contaminantes que las celdas de silicio, contribuyendo a una menor huella de carbono. La tecnología de NEXT está diseñada para integrarse sin problemas en los procesos de fabricación existentes en la industria del vidrio, facilitando su adopción a gran escala sin requerir cambios significativos en las líneas de producción.
Siguientes pasos
NEXT Energy Technologies está preparando instalaciones de demostración de sus ventanas OPV en colaboración con socios estratégicos tanto en EEUU como en Europa. Su objetivo es escalar la producción desde los proyectos piloto actuales hasta la fabricación comercial, además de obtener certificaciones de seguridad y rendimiento para proyectos conectados a la red eléctrica.
Según sus cálculos, la implementación de ventanas OPV en edificios comerciales es capaz de abastecer entre el 20% y el 25% de su consumo energético, convirtiendo las fachadas en fuentes activas de energía renovable y reduciendo la dependencia de la red eléctrica. Además, las ventanas de NEXT Energy son compatibles con los sistemas de muros cortina comerciales, con el cableado integrado en los montantes. Estos contienen una única y sencilla caja que se conecta fácilmente a los sistemas de inversores solares disponibles en el mercado.
Otro aspecto a tener en cuenta es cómo estas ventanas fotovoltaicas podrían contribuir a cambios sustanciales en el diseño arquitectónico en un futuro cercano. La posibilidad de integrar generación de energía directamente en los materiales de construcción permite a los arquitectos explorar nuevas soluciones para edificaciones autosuficientes.
Así, distintos tipos de rascacielos, centros comerciales y complejos de oficinas pueden beneficiarse de esta tecnología sin necesidad de comprometer espacio en tejados, terrazas o terrenos cercanos para la instalación de paneles solares convencionales.
Andy Cohen, copresidente de la firma de arquitectura Gensler, destacó la relevancia de este desarrollo: «La combinación de una estética de la más alta calidad, generación de energía e integración con la cadena de suministro de vidrio es un cambio radical en el esfuerzo por diseñar edificios con emisiones netas cero«.