ISFOC nació en 2006 pero son muchos los avances que posee en su haber tras estos escasos 20 años dedicados, principalmente, a la investigación y desarrollo de la energía solar fotovoltaica, la eficiencia energética y los sistemas de sensores distribuidos, sin olvidar el desarrollo de sistemas de generación de hidrógeno verde.

Muchas gracias por concedernos esta entrevista

1.-Suponemos que son muchas las investigaciones que lleváis a cabo y que el avance de la técnica es vertiginoso, pero, de los proyectos de I+D que, actualmente, estáis llevando a cabo, ¿cuál pensáis que tienen mayor potencial? ¿Podéis hablarnos de ellos?

En ISFOC nos dedicamos al desarrollo de investigaciones aplicadas en materia de energía solar fotovoltaica en todas sus variantes y tecnologías así como a la eficiencia energética, la sensórica distribuida y la generación de hidrógeno verde. Para cada una de estas líneas tenemos establecidas unas temáticas que varían en función de las necesidades del mercado o de las empresas con las que colaboramos.

Lo que demanda el mercado en materia de novedades, nuevos productos y en los que se necesita desarrollar tecnología son las temáticas en las que actualmente desarrollamos más proyectos, que principalmente son:

• Integración Fotovoltaica: Enfocado principalmente en el desarrollo de sistemas fotovoltaicos para su integración en edificación, vehículos, aeronaves, agricultura, mobiliario urbano e infraestructuras lineales.
• Generación de Hidrógeno Verde: Desarrollo de nuevos sistemas de generación de hidrógeno verde basados en la captación de luz y/o a partir de energía solar.

Otra de las líneas en las que estamos empezando a trabajar es precisamente en la economía circular relacionada con los proyectos de plantas fotovoltaicas. Según un informe de IRENA se estima que para el año 2050 los residuos de origen fotovoltaico van a superar el 10% del total de residuos electrónicos, llegando a una cifra de 200 millones toneladas. Este dato es preocupante, dado que hoy en día, los materiales utilizados para su fabricación no son de proveniencia renovable y si se continua así, la práctica de una economía lineal acabaría con los recursos y generaría un grave problema de acumulación de residuos que pondrían en peligro la seguridad y la salud de la población. Se tiene que empezar a trabajar en aplicar una economía circular que permita reciclar y/o reutilizar los residuos FV para convertirlos en materias primas de nuevo y evitar así el agotamiento de las materias primas de los módulos FV. Desde ISFOC, estamos comenzando a posicionarnos y a evaluar los diferentes procesos de valorización y de recuperación de los diferentes materiales que componen una planta fotovoltaica, especialmente los módulos fotovoltaicos, con el fin de proveer soluciones ante el reto que se presenta al final de la vida útil de las plantas fotovoltaicas. En un primer avance, hemos desarrollado un sistema de medida y clasificación de módulos fotovoltaicos para valorar su posible reutilización, mediante técnicas de Electroluminiscencia diurna, y estamos analizando los diferentes procesos de separación y recuperación de los materiales de los módulos fotovoltaicos con el fin de poder desarrollar una línea piloto de recuperación de materiales completa en los próximos años.

Teniendo en cuenta las líneas en las que estamos trabajando, podemos decir que los proyectos con mayor potencial son los proyectos encajados en estas temáticas, destacando los siguientes:

1. Proyecto CECOM4PV

El proyecto se desarrolla bajo el paraguas del Programa de Colaboración Público-Privada 2021, del Ministerio de Ciencia e Innovación, con número de expediente de proyecto CPP2021-008637.

El Proyecto CECOM4PV, CEramic and Composites Materiales for PhotoVoltaic devices (Dispositivos FotoVoltaicos basados en Materiales CEramicos y Composites), consiste en el desarrollo de novedosos sistemas fotovoltaicos para integración arquitectónica. Se trata de una nueva tecnología disruptiva, basada en productos estándar, productos de base cerámica utilizados en las envolventes de los edificios y productos de nueva tendencia para la construcción basados en composites, los cuales permitirán la generación eléctrica. La tecnología a desarrollar será de aplicación en envolventes de edificios energéticamente eficientes, como elementos de cubierta, tejas, piel de edificios, etc. que integran la generación de energía eléctrica a partir de elementos fotovoltaicos, avanzando en el camino de conseguir edificios de energía casi nula (nZEB) o incluso de energía positiva (PEN). De este modo los módulos fotovoltaicos se convierten en un componente constructivo más, fácilmente integrable en los edificios.

El consorcio del proyecto está liderado por ISFOC, como coordinador técnico de la propuesta, la Fundación CENER, el Centro Nacional de Energías Renovables, y NOTIO, una OTR con sólidos conocimientos de los materiales de construcción y de la construcción sostenible, muestra una excelente complementariedad en sus actividades, junto con la San Javier Bricks, una empresa con una larga tradición cerámica, especializada en la fabricación de innovadores materiales de construcción.

Avance y estado actual del proyecto

En el transcurso de proyecto se están realizando estudios de materiales para el encapsulamiento de las células fotovoltaicas. Tras los primeros resultados, se llegó a la conclusión que el uso de resinas epoxi y fibras de vidrio, materiales que han recibido mucha atención últimamente por la comunidad científica, podría ser la solución más sostenible para el desarrollo de estos componentes.

Hasta ahora se ha conseguido fabricar varias probetas que integran componentes fotovoltaicos en sustratos como teja cerámica y pizarra y se ha estudiado la influencia que podría tener la incorporación de partículas o tintes para disminuir el impacto visual de la tecnología fotovoltaica.

También, se está valorando el desarrollo de materiales compuestos como alternativa a los materiales de construcción comerciales. Se trata de fabricar piezas de revestimiento a partir de material textil reciclado al cual se le integra directamente el elemento fotovoltaico.

 

2. Proyecto SMART PVwine

Este proyecto se desarrolla bajo el Programa Proyectos en Colaboración Público-Privada 2022 del Ministerio de Ciencia e innovación con número de expediente CPP2022-010020.

El Proyecto Smart PVwine desarrollará novedosos sistemas Agri-PV (AV) que pueden promover la generación fotovoltaica junto con la flexibilidad de ser utilizados para diferentes tipos de cultivos: nuevos sistemas fotovoltaicos, basados en módulos fotovoltaicos adaptados para la gestión de la luz a través de lentes de fabricación aditiva 3D, difusor de gestión espectral e incluyendo seguidores solares para gestionar el recurso solar entre la generación de electricidad y el viñedo, siendo todo el sistema adaptado para condiciones óptimas de cultivo. La distribución de la luz por debajo de los paneles solares determina la viabilidad y el alcance de la actividad agrícola en la tierra. Los conceptos de Smart PVwine se pueden utilizar para "renovar" la tierra agrícola, e introducir una ola de regeneración de los cultivos existentes, que se demostrará y aplicará para el caso de los viñedos en el proyecto.

 El Consorcio está liderado por ISFOC, y en él participan LEITAT que es un centro tecnológico de Cataluña, AMPER Sensing & Control, como empresa experta en sensórica, y la UCLM, como experto agrario en el cultivo del viñedo. En el proyecto se pretende realizar una instalación piloto en las instalaciones de la escuela de Ingenieros Agrónomos de Ciudad Real.

Avance y estado actual del proyecto

En el proyecto se van a realizar instalaciones prototipo en tres fases. La primera de ellas es un sistema de módulos fotovoltaicos bifaciales instalados integrados en la espaldera de las viñas, que ya se encuentra en operación en las instalaciones de la Escuela de Ingenieros Agrónomos de la UCLM en el Campus de Ciudad Real.

 

 

En la segunda fase se realizará una instalación con módulos semitransparentes de los cuales ya se están realizando pruebas de fabricación en ISFOC tanto para este proyecto como para otros proyectos de integración arquitectónica como es el proyecto OPTIMA.

Y la tercera fase se completará con la instalación de módulos fotovoltaicos con lentes difusoras que se espera para el 2026.

 

 

 

 

2.-En el proyecto de I+D de tejas fotovoltaicas, CECOM4PV, ¿qué mercado potencial veis a la tecnología? ¿tenéis datos de eficiencia, actual o potencial? ¿tenéis alguna estimación del coste futuro de generación con esta tecnología?

El potencial del proyecto CECOM4PV es muy grande. La integración de energía fotovoltaica en la edificación tiene una gran proyección de futuro y cada vez más se pretende que sean los propios elementos constructivos lo que generen la energía necesaria para el consumo de la edificación donde se instalan.

Este proyecto es uno de los muchos que hemos desarrollado en ISFOC relacionados con la temática BIPV (Building Integration PhotoVoltaics). En los últimos años hemos desarrollado proyectos en colaboración con otras empresas como el proyecto BIPVBOOST, en el que se han desarrollado barandillas fotovoltaicas y suelos fotovoltaicos.

La tecnología que se ha desarrollado en el proyecto es una tecnología que nos permite fabricar módulos fotovoltaicos ultraligeros y muy flexibles que pueden laminarse o fijarse a superficies curvas y de geometrías complicadas. Esta tecnología y los materiales desarrollados para llevar a cabo estos módulos fotovoltaicos permiten que se fijen a las tejas de cerámica. Se puede incluso colorear los materiales de laminación de módulos fotovoltaicos para que se integran en color con las tejas y se disimule la existencia de las células fotovoltaicas de color negro/azul.

En el proyecto se ha demostrado la viabilidad técnica de fabricación de estos módulos y la viabilidad técnica de integrarlos sobre materiales cerámicos. El potencial es muy alto ya que permitiría instalar este tipo de tejas fotovoltaicas totalmente integradas en cascos históricos y en edificaciones convencionales. Además, permite no sólo integrar las células en tejas sino sobre otros materiales, como podrían ser baldosas, y tener fachadas completamente fotovoltaicas en SATES (Sistemas de Aislamiento Térmico Exterior) o incluso sobre panel sándwich, lo que permitiría dotar a las naves industriales de una cubierta y fachadas fotovoltaicas, sin tener que realizar instalaciones posteriores a la construcción de la nave.

Pero en cualquier caso, aún queda camino para perfeccionar la tecnología y adaptarla a todos estos materiales.

En cuanto a la eficiencia, hay que destacar que es menor que la eficiencia que plantea un panel fotovoltaico comercial, ya que aunque las células que utilizamos son de alta eficiencia, el panel fotovoltaico convencional es plano, no tiene curvas y se instala orientado al sol. En el caso de las tejas, éstas son curvas y, por lo tanto, no reciben todo el sol directo. Además, los colorantes de los materiales restan cantidad de luz incidente sobre las células que son las que generan la electricidad. No obstante, permiten instalar mayor cantidad de potencia, ya que se integra en el elemento constructivo y el tejado completo puede ser fotovoltaico, y aunque sea menos eficiente se puede instalar mayor potencia nominal.

El coste es otro aspecto difícil de cuantificar y es el siguiente paso en el desarrollo de la tecnología. En este momento queda mucho por hacer al respecto ya que no sólo hemos de abaratar los costes de los materiales y optimizar el proceso de fabricación, sino que además hace falta toda una industria y una economía de escala grande para que pudieran ser competitivos económicamente.

No obstante, las ventajas en cuanto a integración en la edificación, tanto estéticas como funcionales harán que esta tecnología, aunque sea más cara, tenga su hueco en el mercado.

3.-En el sector de la energía solar fotovoltaica, ¿cómo veis su potencial en Castilla – La Mancha? ¿puede seguir creciendo o puede haber cuellos de botella por ocupación del suelo u otras causas?

Castilla-La Mancha es una de las regiones españolas con mayor potencial en cuanto a recurso solar y con una gran extensión de terreno. Además, su ubicación en el centro de la península es una ubicación estratégica para la generación energética y el posterior transporte de esa energía hacia otras regiones. Además, su cercanía a Madrid que es uno de los mayores centros de consumo energético de España, hace que Castilla-La Mancha tenga el mayor potencial de generación y de transporte  de energía de España.

Castilla-La Mancha es una de las regiones españolas con mayor potencial para desarrollar la energía fotovoltaica. Y desde la administración autonómica se está apostando firmemente desde hace ya muchos años por acelerar la transición energética de la región en base al desarrollo de las energías renovables donde la energía solar se ha convertido en un vector clave.

A ello hay que unir que Castilla-La Mancha cuenta no sólo con el sol, sino con terreno suficiente y asequible, además del acompañamiento necesario que necesitan los proyectos que eligen nuestra región.

Por lo tanto, tiene un gran potencial que ya se está aprovechando, atrayendo inversiones, creando puestos de trabajo, y contribuyendo a través del impulso de energías como la solar a descarbonizar el sistema.

Y ahí, desde el ISFOC, estamos jugando un papel importante ya que somos un instituto especializado que aportamos el asesoramiento necesario más la innovación y tecnología que puedan necesitar determinados proyectos a través de nuestros profesionales, que son un referente a nivel nacional.

A futuro, consideramos que la energía solar va a seguir siendo un factor energético estratégico para la región, pero para ello necesitamos, como ya se ha trasladado desde la administración autonómica al Gobierno Central que en la futura Planificación Eléctrica que están ahora actualizando se incluyan las infraestructuras eléctricas, como son las redes de distribución y transporte que necesita Castilla-La Mancha para seguir avanzando en su autonomía energética, garantizando sus desarrollos industriales, y facilitando que energías limpias como la solar lleguen a los ciudadanos.

4.-Cada vez es menos habitual que los edificios no cuenten con placas fotovoltaicas en sus tejados. El impulso dado por las administraciones y la conciencia ambiental sumado el alto coste de las eléctricas ha propiciado este cambio de paradigma, pero la producción en nuestro país suele superar, en muchos casos, las demandas de las personas propietarias que están expectantes en cuanto al avance de la mejora en eficiencia de las baterías de almacenamiento puesto que, actualmente, su coste es muy alto para la rentabilidad que “se dice” tienen. ¿cómo van los estudios en este sentido?

El sector del autoconsumo con almacenamiento ha sufrido una desaceleración en el último año. Aun así, según datos de UNEF, el 24% de las nuevas instalaciones residenciales cuentan con almacenamiento. El almacenamiento posibilita ajustar mejor la producción de la instalación solar al perfil de consumo real de las viviendas o industrias donde se dispone una instalación de autoconsumo con almacenamiento, permite reducir la dependencia de la red en momentos de mayor demanda y favorecer la integración de renovables en el sistema eléctrico.

El coste de estos equipos ha bajado considerablemente y hace que en la actualidad sea rentable su instalación. Eso sí, hay que tener en cuenta que este tipo de instalaciones han de diseñarse por especialistas para que el diseño sea óptimo y se aproveche el 100% de las posibilidades del almacenamiento

5.-Parece ser que, por ocupación de terreno de las plantas fotovoltaicas, hay nuevas voces que vuelven a mirar hacia las plantas termoeléctricas solares con torre, ¿nos podéis contar vuestra opinión al respecto?

Desde nuestro punto de vista, todas las tecnologías de energías renovables son válidas. Cada una de ellas tienen unas características que las hacen más ventajosas  o menos en cada proyecto que se pretende llevar a cabo. Lo importante es realizar unos estudios previos que permitan decidir sobre qué alternativa o tecnología es mejor. Esto depende de la ubicación, de las infraestructuras existentes, del recurso renovable existente, del promotor y del modelo financiero y retorno de la inversión que se pretenda conseguir.

Más que la ocupación de terreno, la ventaja de las instalaciones termosolares de torre es que generan calor, que puede almacenarse fácilmente y a menor coste que el almacenamiento eléctrico y eso las dota de gestionabilidad y de capacidad de generar en momentos donde no hay radiación solar.

Desde ISFOC trabajamos con diversas empresas, tanto de almacenamiento térmico como de generación fotovoltaica y, en la actualidad, existen tecnologías híbridas en las que el campo de heliostatos compuesto por espejos en instalaciones de torre se sustituyen por módulos fotovoltaicos que generan directamente la electricidad (con mayor rendimiento que la generación eléctrica en termosolar) y que reflejan parte de la radiación hacia una torre donde se puede almacenar calor dotando a la instalación de gestionabilidad y almacenamiento, aprovechando las ventajas de la tecnología fotovoltaica y de la tecnología termosolar.

 

6.-Ha estado en consulta pública el plan de biometano de Castilla-La Mancha, ¿habéis hecho alguna aportación al respecto? ¿qué opinión os merece el auge de esta fuente de energía?

Respecto al Plan, consideramos que se trata de un Plan específico que establece medidas para fomentar el despliegue de la producción de un gas renovable como es el biometano en la región, que va a contribuir a descarbonizar la economía, a reducir la dependencia energética exterior, que fomentará la economía circular mediante la valorización de los residuos que se generan, con especial referencia a los residuos agroganaderos.

7.-En el sector del hidrógeno ¿cuál pensáis que puede ser el futuro en Castilla - La Mancha? ¿cómo veis la cuestión del agua, tanto consumo como vertido? ¿puede ser un cuello de botella? ¿veis más potencial en plantas con conexión a red o en proyectos off grid?

En cuanto a vectores energéticos, el futuro de Castilla-La Mancha es el hidrógeno. De hecho, el gobierno regional apuesta fuerte por ello con la creación de la “Oficina de Asesoramiento de Hidrógeno Renovable”. La cuestión del agua es importante, pero el consumo de la misma para la generación de hidrógeno no es muy superior al de cualquier otra industria en la que intervenga el agua en su proceso productivo. Desde ISFOC hemos desarrollado proyectos específicos como el proyecto H2ORA cuyo objetivo es precisamente calificar agua de distintos efluentes (industrial, urbano, rural, etc….) con el fin de determinar tratamientos específicos para adecuar esta agua a los requerimientos de los electrolizadores para la generación de hidrógeno. El progreso tecnológico en el desarrollo de electrolizadores favorece la optimización y reducción de agua en su ciclo de funcionamiento.

8.-En el sistema eléctrico español, ¿cómo veis el futuro en cuanto producción? ¿serán necesarias medidas adicionales de estabilidad de red y respaldo? ¿se necesita más I+D en este sentido o la tecnología está ya disponible?

El futuro del sistema eléctrico español podemos denominarlo como cambiante. La producción energética se basa cada vez más en energías renovables. Estas energías renovables tienen el inconveniente de que no son gestionables, es decir, no podemos reducir y aumentar la generación de una forma continua, y además, en el caso de las fotovoltaicas producen problemas de sincronismo. En los sistemas eléctricos convencionales, la inercia es proporcionada por la energía cinética almacenada en los generadores síncronos, que son básicamente aquellos que disponen de un rotor que da vueltas y aporta inercia, como pueden ser las turbinas de las hidroeléctricas, de los ciclos combinados, etc, que permiten amortiguar las variaciones de frecuencia y proporcionan tiempo para que entren en acción los mecanismos de control primario y secundario de la red, en el caso de fluctuaciones. Dotar de sistemas análogos a los generadores fotovoltaicos es un reto que hay que abordar para permitir que la penetración de las energías renovables en el sistema eléctrico español sea casi total. Además, el refuerzo de las redes eléctricas de transporte y de distribución es totalmente necesario para el desarrollo del sistema eléctrico que permita el acople seguro de grandes consumidores, como pueden ser los centros de datos y de nuevos generadores.

Nuevas tecnologías y desarrollo de sistemas de almacenamiento acoplados a la red son líneas de I+D que necesitan de apoyo y financiación para poder mejorar el sistema eléctrico español, así como todo la investigación relacionada con la digitalización de la energía y de las redes inteligentes.

9.-En otros países del mundo el sistema de abastecimiento eléctrico es muy diferente al nuestro, donde tenemos importantes y largas líneas de distribución a partir de grandes centrales mientras que, en Australia, por ejemplo, abogan por la producción de cercanía, ¿creéis que este sistema llegará a España?

El modelo eléctrico en España ha cambiado mucho en las últimas décadas. Se ha pasado de grandes centros puntuales de generación en las antiguas centrales de carbón e hidráulicas, a los ciclos combinados, y de ahí se ha pasado a las centrales de generación de energía renovable algo más distribuidas. Esto es precisamente lo que ha provocado que la red de transporte no haya evolucionado y se haya mantenido el modelo de grandes centrales generadoras en grandes nodos. El modelo de generación en los puntos de consumo es un modelo mucho más eficiente, ya que reduce la necesidad de inversión en infraestructuras de transporte. Sin embargo, es necesario reforzar las infraestructuras de distribución, sobre todo para reducir las pérdidas del sistema. Las pérdidas en transporte de energía son proporcionales a la distancia a la que hay que transportarla.

El desarrollo de las energías renovables, sobre todo la energía solar fotovoltaica, propicia que se avance hacia un modelo distribuido ya que son energías totalmente escalables en potencia y tamaño. Precisamente el autoconsumo fotovoltaico es una generación en el mismo lugar donde se consume.

10.-El internet de las cosas, Chat GPT, revoluciones de nuestro entorno al que ningún sector se muestra indiferente; ¿cómo veis que puede influir todo esto en vuestro campo?

La Inteligencia Artificial (IA), bien sea a través de ChatGPT u otros modelos está revolucionando casi todos los sectores de la economía y de la industria en general. El sector energético está también aprovechando las ventajas de la IA. El uso de todas estas nuevas tecnologías digitales, como son el internet de las cosas (IoT), Big Data y la inteligencia artificial ofrecen grandes posibilidades para el desarrollo de nuevas herramientas que permitan optimizar la generación energética, la distribución e incluso el consumo de energía. Estas tecnologías permiten una monitorización constante de las centrales y pequeños generadores, así como de las redes que permiten adaptar sus características haciéndolas más inteligentes y flexibles. Van a permitir mejorar la eficiencia, facilitar la integración de energías renovables de forma gestionable y realizar un seguimiento en tiempo real, además de ofrecer servicios más personalizados a los usuarios, creando un sistema energético más sostenible, eficiente y equitativo. Tecnologías como el Gemelo Digital ya nos permiten simular todo tipo de contingencias y de situaciones y establecer modelos de aprendizaje y de predicción de comportamientos que permiten gestionar la generación, el transporte y el consumo de energía de una manera precisa y fiable.

El desarrollo de estas tecnologías conlleva los siguientes beneficios:

Optimización del consumo y la producción de energía, reduciendo pérdidas del sistema y los costes.

Facilita la gestión de la generación por fuentes de energías renovables (solar, eólica) y permite ajustar la generación al consumo, eliminando la posibilidad de nuevos apagones.

Permite una monitorización continua del sistema energético posibilitando el ajuste rápido de parámetros del mismo monitoreo continuo y los ajustes inmediatos para maximizar la eficiencia y el rendimiento energético.

Por último, y no porque no tengamos más curiosidad pero si no ponemos freno esto puede ser infinito, ¿cómo imagináis el futuro del sector y cuál puede ser el mejor escenario a alcanzar?

El futuro del sector energético y por lo tanto de la energía solar en la que trabaja ISFOC estará inevitablemente marcado por la necesaria transición hacia sistemas más sostenibles, descentralizados e inteligentes con el fin de combatir el cambio climático. Dentro de ese panorama, la energía solar fotovoltaica tiene el potencial de convertirse en la columna vertebral de la matriz energética global por su simplicidad de funcionamiento, su escalabilidad y su bajo coste.

El futuro escenario de la energía pasa inevitablemente por el despliegue generalizado de la energía solar, especialmente la energía solar fotovoltaica. La energía solar distribuida, integrada en la edificación posibilita y favorece los sistemas comunitarios, microrredes, permitiendo que millones de hogares, comunidades rurales y pequeñas empresas sean no sólo consumidores, sino también productores de energía. En este escenario, los ciudadanos tendrían control sobre su suministro eléctrico, con precios más estables y menor dependencia de grandes corporaciones o fuentes fósiles.

El desarrollo de baterías más eficientes, asequibles y sostenibles (más allá del litio), junto con tecnologías como el hidrógeno verde, permitirá almacenar la energía generada durante el día por las instalaciones solares ofreciendo gestionabilidad al sistema.

Todos estos sistemas combinados con algoritmos de inteligencia artificial permiten ya a día de hoy gestionar la oferta y la demanda de energía en tiempo real optimizando el uso de energía solar incluso en horas sin sol.

Si logramos alinear innovación tecnológica, voluntad política y justicia social, el sector solar podría no solo descarbonizar la economía, sino también redefinir el concepto de soberanía energética, haciendo a los ciudadanos partícipes del sector energético.

 

La verdad es que hacéis una labor muy interesante y se os nota la pasión que ponéis en vuestro trabajo. Es, sin duda, un gusto conversar con vosotros y que hayáis compartido tantas cosas a cuál más interesante. Muchas gracias por vuestro tiempo y vuestra colaboración.