Eguzkitiko energiaren etorkizuna

Iaz Parisen uztailean Unesco-ren egoitzan mundu guztiko adituak bilduta, 2005. urterarte eguzkitiko energiak izango duen bilakaera aztertu zuten. Zelula fotovoltaikoen arloan oraingo egoera zer-nolakoa den jakitea interesgarria da. Harrigarria bada ere, batere diru-laguntzarik gabe zelula gehiena egin eta erabiltzen duen sektorea Japonian egindako kalkulagailu txikiena da. Beste alor bat zelula fotovoltaikoz osatutako panel industrialena da; besteak beste etxeetako teilatuetan eguzkitiko energia aprobetxatzeko erabiltzen diren panelena, alegia.

Eguzki-panelak

Plaka fotovoltaikoen errendimendua normalean % 14ekoa izaten da, hau da, plakak eguzkitik jasotako bero-energia guztiaren % 14 ematen du energia elektriko gisa. Ikertzaileek laborategian normalean % 20ko errendimendua lortzen dute eta sistema sofistikatuen laguntzaz 30 eta % 40raino ere heltzen dira inoiz.

Gaur egun energia fotovoltaikoa i kertzeko munduan hogei mila milioi pezeta (mila milioi libera) inguru erabiltzen dira. Kopuru hori deus gutxi da beste energi mota batzuetarako erabiltzen denarekin (fusio termonuklearra ikertzeko erabilitakoarekin, adibidez) konparatuz, baina hala ere hemendik hamarkada batzuetara herrialde garatuetan kontsumitutako energia guztiaren % 10 eguzkitikoa izatea espero da. Garapen bideko eta eguzkiak gogor jotzen dueneko herrialdeetan berriz, portzentaia hori dezentez handiagoa izango da.

Orain dela hamabost urte hasi ziren eguzki-panelak erabiltzen, baina orain milaka ponpa, hozkailu, lanpara eta komunikazio-sistema elikatzeko erabiltzen dira.

Gaur egun 30.000 etxe baino gehiagok dituzte eguzki-plakak beren teilatuetan. Estatu Batuetan zortzi megawatterainoko zentralak ere badira, beren produkzioa
sare elektrikora sartzen saiatzen direlarik.

Abantailak eta desabantailak

Zelula fotovoltaikoen produkzioa munduan urtero % 20-30 igotzen da eta lau urtean bikoiztu egiten dela esan daiteke. Garai batean energia fotovoltaikoa zela eta, jendeak amets handiak egin zituen. Batzuek energia nuklearraren ordezkoa izango zela uste zuten, baina euskal esaerak dioenez, usteak erdia ustel. Energia fotovoltaikoak abantaila handiak ditu. Sorgailuak isilak, garbiak, ia mantenimendurik gabekoak, urik eta pieza mekanikorik gabeak dira. Gainera zelula hauek egiteko materiala (silizea, alegia), oso ugaria da; lurrazalaren % 20, hain zuzen.

Hala ere, desabantailak ere badirela ezin da ukatu. Plaka hauek i zan ere, egunez baino ez dute funtzionatzen eta produkzioa eguzki-izpien intentsitatearen araberakoa izaten da, hau da, udan handiagoa eta neguan txikiagoa. Azalera handiko panelak ipini behar dira. Euskal Herrian, adibidez, eguerdian metro karratuko moduluak 100 watt inguruko potentzia ematen du. Kostuak konparatuz berriz, panelak produzitutako watt bakoitza zentral termiko handietan ekoiztutakoa baino garestiagoa da, eta, zer esanik ez, zentral hidroelektrikoetan produzitutakoa baino askoz ere garestiagoa.

Hamarkada batzuetara herrialde garatuetan kontsumitutako energia guztiaren % 10 eguzkitikoa izatea espero da. Garapen bideko eta eguzkiak gogor jotzen dueneko herrialdeetan berriz, portzentaia hori dezentez handiagoa izango da.

Badira ordea, konparazio hauek egin ezin daitezkeeneko lurraldeak. Saharako basamortu aldean esaterako, herriska isolatu ugari dago elektrizitate-sarera konektatu gabe. Mendian isolatuta bizi direnak, urrutiko estazio meteorologikoak, eta sare elektrikotik urruti dagoen zenbait puntu dira panel hauek ipintzeko aproposak. Leku horietan energia elektrikoa behar denean, aukera panel fotovoltaikoak, diesel sorgailua aIa pila lehorrak ipintzea izaten da. Hiruretan aukera ekologikoena panel fotovoltaikoena da, dudarik gabe. Horregatik ematen dira diru-laguntzak arlo honetan, zientzilariek ikerketak egin ditzaten.

Hiru ikerketa-lerro

Ikerketak batez ere hiru bide desberdinetan egiten dira. Lehenengoa silizio monokristalino edo polikristalinoaren aukera hobetzea da. Prozesuko etapa guztietan errendimendu-galerak txikiagotzea da helburua. Erdi-eroaleen fisikan elektroia/zuloa bereizketa hobetu behar da. Siliziozko laminak gehiago mehetzeko sistema berriak probatu behar dira. Orain erabiltzen diren ebaketa-sistemetan materialaren erdia alferrik galtzen da eta gainera lamina azkenean lodiegia da. 150 mikrako lamina ateratzen da eta 30 mikrakoa aski izango litzateke. Sistema berri bat, lurrin- edo likido-fasetik abiatuz siliziozko geruza mehea ezartzea da. New Jersey-ko Astropower etxeak 120 watteko moduluak eskaintzen ditu, prozedura honetaz produzitutako 675 cm ² -ko 18 zelula dituztelarik.

Zelula hauetako bakoitzean, fotoiak elektroia jotzen duenean, elektroia atomotik askatu egiten da. Orduan karga negatiboko elektroi libre bat eta karga elektriko positiboko "zulo" bat dugu. Prozedura jarraia bada eta elektroien zirkulazioa orientatzea lortuz gero, posible da beroa korronte elektriko bihurtzea. Arazoa, aske dagoen elektroiari beste "zulo" batean kokatzea eragoztea da. Horrela funtzionatzen dute zelula fotovoltaikoek. Denek sandwicharen forma izaten dute. Erdian intrintseko (i) deitutako siliziozko mintza egoten da.

Eguzki aldera, boroz dopatutako siliziozko geruza mehea (p) dago. Boroaren atomoak kanpoko geruzan hiru elektroi ditu eta silizioak lau. Eguzkiaren kontrako aldetik fosforo edo artsenikoz (bost elektroi dituzte atomoko kanpoko geruzan) dopatutako mintza (n) izaten du. Sistema honen bidez (p-i-n loturaz) eremu elektriko batek fotoiek askatutako elektroiak eta "zuloak" bereiztea lortzen da. Bi elektrodotan biltzen den korronte elektrikoa sortzen da. Bata gardena da eta eguzki aldera dagoen aurpegiari konektatzen zaio. Bestea metalikoa da eta kaptsulaketa-erretxinera finkaturik dago.

Gaur egun p-i-n loturak eta errendimendua hobetzeko lotura anizkoitzak aztertzen ari dira.

Bigarren ikerketa-lerroa, silizio amorfoarena da. Silizio amorfo desordenatuzko geruza meheak 10 hidrogenoz dopatuta erdieroaleen ezaugarriak izan zitzakeela aurkitu zutenean, itxaropentsu agertu ziren zientzilariak 80.eko hamarkadan. Silizio kristalinoaren teknologiak, mikroelektronika-industriaren hondakinak aprobetxatuz funtzionatzendu. Zirkuitu elektronikoetarako behar adinako purutasunik ez duelako baztertzen den silizioa hartzen dute. Eguzki-plaketarako purutasun txikiagoko silizioa fabrikatzeko ahaleginak egin diren arren, kostuak handiak dira eta zelula fotovoltaikoak fabrikatzen dituzten industriak eskasiaren beldur dira. Gaur egun urtero 600 tona silizio inguru kontsumitzen dute, baina 2000. urtean munduko elektrizitate-kontsumoaren % 1 eguzkitikoa izango bada, 1 80.000 tona beharko dira.

Fotograbaziora pasatu baino lehen, silizio polikristalinozko zelula erretxina fotosentikorrez estaltzen da.

Hala ere, plasma-erreaktorean silano gasetik abiatuz silizio-mikra bakar bateko geruzekin korrontea lor daiteke eta material gutxiago kontsumituko litzateke. Horregatik hasi dira zientzilariak bide hau ikertzen. Arazoak ordea, berehala agertu dira. Errendimendua, adibidez, % 3-5 ekoa besterik ez da. Hemendik urte batzuetara errendimendua 10ekoa izatea eta prezioa asko jaistea espero da.

Hirugarren ikerketa-lerroak, aurreko bien alternatiba diren guztiak biltzen ditu. Silizioa ez diren beste material batzuk ere ari dira aztertzen: burdina sulfuroa, kadmio teluriuroa, kobre/indio/diselenio sandwich-ak, adibidez. Berez errendimendu handiagoak izango lituzkete hauek eta teknika elektrokimiko merkeez (bainuen bidez) geruza meheak lortzerik badago. Arazoak material hauek behar bezala ezagutzen ez direlako eta sor dezaketen poluzioaren berri ez dugulako sortzen dira.

Gaur egungo zeluletan, jasotako fotoi asko energia handiegikoak aIa txikiegikoak izaten dira. Horregatik, galio artseniuro/indio/fosforo segidako zelulak erabilita, eguzki-izpiei ahalik eta energia gehiena kenduko litzaieke, material bakoitza energi maila jakin baterako espezializatua delako. Fresnelen lentetxoak ipini eta argia azalera txiki batean kontzentratzen bada, errendimendua asko hobetzen da. Teknika honetan lehen saioak bi zelula pilatuta egin dira, baina lau pilatuta ere laster ekingo diote.

la atomoaren mailako geruzak kontrolatuz, purutasun handiko materialak oso kontuz jalki behar dira, errendimendua % 40 i ngurukoa izan dadin. Duela gutxi Boeing etxeak mota honetako zelulak tandemean jarrita eta espazioko giroan % 30eko errendimendua lortu du. Sateliteetarako ari dira ikerketak egiten, zeren eta errendimendua hobetuz pisu txikiagoa edo potentzia handiagoa aireratzen baita. Egunen batean gainera, espazioan eguzkitiko energiaz funtzionatzen duten zentralak muntatuko direla espero da.

Munduan gaur egun bi mila milioi pertsona bizi dira sare elektrikotik urrun (hirugarren munduan batez ere) eta hor dago zelula fotovoltaikoen merkatua. Panelak, erreguladorea, bihurgailua eta bateria konektatuz gero, energia elektrikoa izango dute eskueran. Batez ere Afrikan eta Indian interes handia dute gai honetaz.