Mirai Solar, una empresa derivada de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) de Arabia Saudí, ha desarrollado un panel solar plegable, flexible y modular para aplicaciones agrovoltáicas.

El módulo semitransparente Mirai Screen -o “pantalla de sombra fotovoltaica”, como lo llama la empresa- cuenta con células solares de silicio monocristalino. Es apto para su despliegue en invernaderos para generar energía y proteger las plantas del exceso de luz solar.

Las pantallas fotovoltaicas de sombreado están diseñadas específicamente para lugares con altos niveles de radiación solar, donde los invernaderos se utilizan para la agricultura de ambiente controlado (CEA) de alto consumo energético.

“El rendimiento depende del nivel de sombreado, que se puede personalizar según las necesidades de nuestro cliente, y por tanto del número de células del módulo”, dijo el director general Michael Salvador. “La ventaja de Mirai Screen es el mecanismo de retracción, que permite controlar la disponibilidad de luz para las plantas -como en una pantalla de sombreado convencional-, unido a la flexibilidad de utilizar varios tipos de células solares de silicio cristalino con alta eficiencia y estabilidad. Esto otorga a nuestro producto ventajas en cuanto a rendimiento y coste en comparación con otras tecnologías fotovoltaicas en este campo”.

El diseño patentado de la pantalla presenta un bloque de construcción estándar que se replica en áreas arbitrarias para cubrir la totalidad o parte de la superficie del invernadero.

“Esto es importante, ya que los diseños de los invernaderos no están totalmente estandarizados”, dijo Salvador a pv magazine. “La potencia de salida depende de la fracción de transmisión de la luz. Solemos utilizar células solares con eficiencias superiores al 22%”.

Un módulo de sombreado del 60% tiene una potencia nominal de más de 100 W por metro cuadrado. La tensión de la pantalla depende del tamaño de la misma, que es una función del diseño del invernadero. La tensión suele ser de unos 25 V por bloque de construcción y 300 V por sección de pantalla.

“Nuestra pantalla se diseñó con un fuerte enfoque en la reducción del peso del módulo”, dijo Michele De Bastiani, director de I+D. “El diseño sin cristal permite rangos de peso por debajo de 1,5 kg por m2, lo que permite su despliegue dentro del invernadero utilizando la misma infraestructura que las pantallas de sombra convencionales. Esto también protege a la fotovoltaica del entorno, en particular de la suciedad y de las altas temperaturas, muy comunes en las regiones desérticas.”

Una instalación típica no cuenta con pesadas estructuras de acero, pero la empresa afirma que esto permite un mecanismo de instalación simplificado.

“El mecanismo de instalación fue codesarrollado con el especialista alemán en pantallas de sombra Novavert”, dijo De Bastiani, señalando que Mirai Solar está ejecutando múltiples pilotos en diferentes lugares y planea introducir un sistema llave en mano en el cuarto trimestre de 2023.

La empresa también posee la propiedad intelectual relacionada con las propiedades ópticas y las capacidades de gestión de la luz de la pantalla.

“Las regiones de la pantalla que no intervienen en la producción de electricidad están adaptadas para optimizar la transmisión y difusión de la luz con una tecnología propia para evitar las sombras proyectadas desde las células opacas”, dijo De Bastiani. “Ahora estamos planeando aumentar nuestra capacidad de producción”.

Mirai Solar fabricó los módulos en Arabia Saudí, con el apoyo de la KAUST.

“Como no utilizamos vidrio ni un marco metálico y tenemos un [balance del sistema] reducido, nuestras pantallas fotovoltaicas serán más rentables que la tecnología fotovoltaica convencional con el escalado del proceso de fabricación”, dijo De Bastiani. “El [coste nivelado de la electricidad] depende de la región geográfica y del nivel de insolación. Nos dirigimos a lugares con [coste nivelado de la electricidad] de 0,03 dólares/kWh a 0,05 dólares/kWh”.

La empresa ha realizado tres pilotos en invernaderos de diferentes regiones.

“Hasta ahora, la conclusión es que la biomasa está a la par con las pantallas de sombra convencionales”, dijo De Bastiani. “El beneficio económico se deriva de la optimización de la energía y el rendimiento de los cultivos mediante nuestra tecnología de retracción”.