1. Aluminio: la columna vertebral de las estructuras solares
Marcos de aluminio:Los paneles solares están construidos con aproximadamente un 85% de estructura de aluminio. Esos marcos de aluminio respaldan el diseño y mantienen la posición bajo las condiciones de estrés del viento y la nieve.
Sistemas de montaje:Los grandes parques solares construyen marcos de madera y colocan aluminio encima. Este aluminio se puede ajustar para colocar de manera óptima los paneles solares para recolectar la mayor cantidad de luz solar.
Reflectores:Se necesita calor en los sistemas solares térmicos para que sean efectivos. Un espejo revestido con aluminio puede obtener un 30% más de calor. Este calor se utiliza luego para hacer girar turbinas en plantas solares para la producción de energía.
Debido a sus propiedades inherentes, el aluminio es totalmente reciclable y requiere sólo el 5% de la energía necesaria para procesar el mineral de bauxita y producir aluminio a partir de materias primas. Los productos fabricados con aluminio, como los paneles solares, nos permiten maximizar nuestro uso del aluminio mediante la reutilización.
2. Cobre: el sistema nervioso de la energía solar
Cableado y Barras colectoras:Los cables de cobre transmiten la electricidad producida por las células solares a los inversores solares y, en última instancia, a la red pública. El cobre de alta-pureza reduce la resistencia y puede disminuir la pérdida de energía, hasta en un 5 por ciento, debido a la menor generación de calor.
Inversor: cuando se utiliza un inversor de servicio continuo, el inversor mantiene su resistencia térmica para evitar el sobrecalentamiento mientras convierte la salida eléctrica de CC de los paneles solares en salida eléctrica de CA para la red pública residencial y comercial o las estaciones de carga de vehículos eléctricos. Las estaciones de carga de vehículos eléctricos (EV) cuentan con paneles solares con cables de cobre, lo que permite una carga rápida gracias a sus grandes capacidades eléctricas.
Demanda creciente:Cada megavatio de capacidad nominal de una planta de energía solar requiere 2.500 kilogramos de cobre. Con el crecimiento continuo de los sistemas de energía renovable, la capacidad solar instalada global superará 1 teravatio para 2030, momento en el que la demanda de cobre podría duplicarse.
3. Sinergia entre el aluminio y el cobre
En las instalaciones solares, el aluminio y el cobre suelen ser socios.
Para ilustrar: Las barras de conexión a tierra de cobre se instalan en marcos de aluminio para ayudar a proteger contra los rayos.
Además, en las plantas de energía solar concentrada, es posible que vea reflectores de aluminio que enfocan la luz solar en intercambiadores de calor de cobre. Es una combinación de estructura fuerte y buena transferencia de calor.
4. Desafíos e innovaciones en materia de sostenibilidad
Recursos limitados:
La producción de aluminio a partir del mineral de bauxita produce 1,5 toneladas métricas de dióxido de carbono(,) por cada tonelada métrica producida durante el proceso de conversión de bauxita en aluminio(,), por lo que el reciclaje utiliza un 95% menos de energía y produce un 95% menos de CO₂ que la producción de aluminio nuevo.
Cobre: La minería del cobre consume toneladas de agua y energía. Una buena medida para ser más respetuosos con el medio ambiente es la biolixiviación. Utiliza pequeños organismos para sacar el cobre.
Maneras geniales de reciclar:
Minería urbana: ¿Paneles solares antiguos? ¡Mina de oro! Podemos recuperar cosas como el aluminio. Puede obtener el 95% del aluminio y el 98% del cobre de los paneles solares viejos.
Círculo completo: algunos jugadores, como Tesla, están colocando metales reciclados en cosas como nuevos aparatos solares. Es reutilizar recursos.
5. El futuro: más allá del aluminio y el cobre
Si bien estos metales son importantes, las nuevas tecnologías nos están ayudando a utilizar diferentes materiales de energía solar:
Batería eléctrica: debido a que no necesitamos una batería delgada, no necesitamos múltiples metales de silicato, por lo que también podemos usar múltiples baterías de metal de sílice.
Grafeno: este material, a base de carbono, podría ocupar el lugar del cobre en las capas que envían electricidad, lo que significa menos peso y menores costos.
Materiales mixtos: los científicos están fabricando mezclas de aluminio y cobre para obtener piezas solares más fuertes y livianas. Cosas como las mezclas de Al-Cu en estructuras de soporte pueden reducir el peso en un 30 % sin perder resistencia.
