POR:Mónica Flores
Entrevista con el doctor Aarón Sánchez Juárez, investigador del Instituto de Energías Renovables.

ProyectoFSE tuvo oportunidad de platicar con una de las autoridades más importantes en el estudio y aplicación de las tecnologías fotovoltaicas de México: el doctor en Ciencias Químicas Aarón Sánchez Juárez. Nacido en Veracruz, es doctor en Ciencias Químicas (Fisicoquímica), investigador titular “C” T.C. del Instituto de Energías Renovables de la UNAM e Investigador Nacional Nivel III del Sistema Nacional de Investigadores. Ha sido asesor de Sandia National Laboratories DOE/USA, de Firco-Sagarpa, entre otros puestos y proyectos importantes. Sus líneas de estudio han estado enfocadas principalmente en las celdas solares de película delgada y en las tecnologías fotovoltaicas. Entre los campos de acción que ha abarcado, destaca el área de materiales semiconductores en películas delgadas para aplicaciones en la optoeléctrónica, celdas solares, sensores de gases, controladores de radiación solar, absorbedores solares; auditorías y estudios energéticos de tecnologías basadas en fuentes renovables de energía; y sistemas fotovoltaicos, entre otros.

Antecedentes

El doctor Sánchez narra un poco de la historia fotovoltaica que lo ha llevado a concebir e implementar uno de sus logros más recientes: la fundación del Laboratorio Nacional para la Evaluación de la Conformidad de Módulos y Componentes de Sistemas e Instalaciones Fotovoltaicas (Lanefv):

“La aventura fotovoltaica, desde un punto de vista de aplicación terrestre, se inicia en el año 1954, cuando los Laboratorios Bell dan a conocer la celda solar de silicio cristalino como un dispositivo para convertir la luz del Sol en electricidad; sin embargo, al tener un precio no competitivo con las tecnologías convencionales para generar electricidad, este invento quedó relegado ‘momentáneamente’. A raíz de la carrera espacial, puesta en marcha por los rusos a fines del año 57, las celdas solares de silicio cristalino comenzaron a mostrar las bondades de la conversión fotovoltaica, por lo que encontraron un nicho de aplicación importante en el desarrollo de la era espacial”, comenta el doctor Aarón Sánchez.

Y prosigue: “Posteriormente, y a causa de los eventos de la Guerra del Golfo Pérsico en los años 70, que dio origen a una crisis mundial petrolera, muchos países comenzaron a considerar el uso de las fuentes de energías renovables con el objeto de diversificar sus esquemas energéticos. Una de las alternativas fue, y ha sido, el uso de la energía solar y la investigación y desarrollo tecnológico de materiales diferentes al silicio, que puedan ser usados para la fabricación de celdas solares”.

A raíz del despertar del interés por estas tecnologías, “muchos países están impulsando proyectos de investigación en semiconductores basados en materiales como silicio amorfo, sulfuro de cobre, sulfuro de cadmio, telurio de cadmio, arseniuro de galio, que presentan características físicas que los hacen candidatos para fabricar celdas solares. Varios investigadores se montan en esta idea y en México también se echan a andar proyectos de investigación”, afirma el investigador.

A pesar del costo tan alto de las celdas solares y de todos los esfuerzos realizados en las décadas de los 70 y 80 por implementar sistemas energéticos con dichas tecnologías, muy pocos sistemas se instalaron en nuestro país. No es sino hasta los 90 cuando, en palabras del doctor Sánchez, “comienza a vislumbrarse el nicho de aplicación comercial a gran escala de dicha tecnología”, derivado de los proyectos realizados en otros países y del desarrollo tecnológico en dicha área que, aunado con una producción masiva, han ocasionado una disminución en el costo de ella.

En el caso de nuestro país, “afortunadamente, de 1994 en adelante, programas gubernamentales dirigidos hacia el desarrollo agropecuario en el medio rural, han visto la tecnología fotovoltaica como la ideal para generar electricidad en el sitio de aplicación. De esta manera, para garantizar el éxito y alto desempeño energético de tales sistemas, los implementadores de dichos programas han tenido que crear esquemas de capacitación, tanto para usuarios, como para proveedores, instaladores y tomadores de decisiones, que les permita entender el funcionamiento, operación y mantenimiento de la tecnología”. Pero, aun más, como dicha tecnología genera electricidad, se han preocupado por buscar qué se ha realizado a nivel internacional respecto del uso de ella, para establecer y emitir especificaciones técnicas que permitan adquirirla y que ésta sea segura, confiable y durable, y que los diseños eléctricos también sean durables y seguros.

Sánchez continúa con este recuento de hechos: “Posteriormente, del año 2000 a la fecha, gracias al desarrollo de la electrónica de potencia, a la conciencia sobre los impactos ambientales de los combustibles fósiles, y a la reducción de los precios, el uso de dicha tecnología en el ámbito urbano, interconectada a la red convencional para la generación distribuida y la implementación y puesta en marcha de las grandes plantas de generación, ha traído como consecuencia un crecimiento exponencial en la fabricación y demanda de ella a nivel mundial; y México no es la excepción. Lo anterior ha motivado que muchos empresarios mexicanos consideren que la fabricación de módulos fotovoltaicos puede llegar a ser un negocio rentable. Es así que, a la fecha, ya se tienen en México nueve fabricantes de módulos fotovoltaicos de silicio cristalino”.

Es en este marco donde surge la inquietud, en él y otros investigadores mexicanos, de evaluar la tecnología fotovoltaica. “Nosotros empezamos a partir de esta idea. A mediados de 2005 se comienza a gestar toda una revolución mundial, derivada de los proyectos interconectados en la red. Para entonces, la International Electrotechnical Comission (IEC), que es una entidad internacional, ya tenía todas las normas correspondientes para la tecnología fotovoltaica y lo único que había que hacer era adaptarlas al contexto nacional para tener normas mexicanas”.

“Para 2010”, cuenta el doctor Sánchez Juárez, “nosotros empezamos a concebir esta idea de que tuviéramos en México un laboratorio de ensayo acreditado por la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA), que es la entidad que está facultada por el Estado Mexicano para valorar la calidad, en términos de gestión de calidad y en términos de expertise técnica, de todos los laboratorios que prestan sus servicios a nivel nacional y, sobre todo, los laboratorios de ensayo”.

La norma por satisfacer para estar acreditado como laboratorio de ensayo es la norma nacional NMX-EC-17025-IMNC- 2006, que es una homologación de la Norma internacional ISO-17025. Ésta propone una serie de requisitos para laboratorios interesados en demostrar que operan de acuerdo con requerimientos altos de calidad: “Esta norma analiza el manual y gestión de calidad de una empresa que se va a dedicar a emitir opiniones técnicas de productos”.

“El Laboratorio Nacional para la Evaluación de Módulos, Partes y Componentes de Sistemas Fotovoltaicos tiene como objetivo evaluar técnicamente el desempeño de los módulos con respecto a sus propiedades de generación de electricidad, durabilidad, confiabilidad y seguridad para el usuario.”

EL LANEFV

EL doctor Sánchez afirma que “el Laboratorio Nacional para la Evaluación de Módulos, Partes y Componentes de Sistemas Fotovoltaicos tiene como objetivo evaluar técnicamente el desempeño de los módulos con respecto a sus propiedades de generación de electricidad, durabilidad, confiabilidad y seguridad para el usuario. Ésos son los cuatro aspectos que se miden con base en 18 diferentes pruebas”.

Tanto Sánchez Juárez como los tres colegas del IER que participan con él en el Lanefv, son expertos técnicos para evaluar laboratorios de ensayo y, a principios de 2017, fueron acreditados por el Photovoltaic Testing Lab, un laboratorio de la empresa TUV Rheinland. “Nos reconocen como un laboratorio que tiene la expertise técnica para llevar a cabo pruebas fotovoltaicas. Estamos ahora en proceso de que la EMA tenga, al menos, otros expertos técnicos que vengan a auditarnos para cerrar el ciclo y poder empezar nosotros nuestra promoción como laboratorio de ensayo. Por ahora, como laboratorio de la UNAM, podemos emitir opiniones técnicas y, claro, hay empresas que lo que requieren es saber cómo se desempeña su producto, pero esto no tiene nada que ver con el cumplimiento de una norma, aunque nosotros aplicamos estrictamente lo que exige la norma para decirle al fabricante: ‘En efecto, tu módulo cumple’. Pero eso no es certificarlos”.

El plan es “certificar, tanto módulos fotovoltaicos, como sistemas fotovoltaicos en operación, y emitir una opinión respecto a qué energía están generando a partir de las normas internacionales y poder hacer predicciones de cuál sería su comportamiento con base en el estado actual. Tenemos ya gran parte de la infraestructura de equipos y personal técnico calificado que se requiere para llevar a cabo este tipo de acciones”.

La importancia de una certificación

El doctor Sánchez Juárez explica que “el fabricante nacional, por competencia a nivel nacional e internacional, debería mandar sus productos a evaluacióm técnica. Ello le permite al fabricante analizar si los productos que está comprando en el extranjero, para fabricar los módulos fotovoltaicos, cumplen con la calidad de durabilidad que deben tener cuando están integrados en ellos. Por ejemplo, un vidrio templado que no pasa la prueba de granizo, cuando se da el caso de una granizada, se estrella. Y muchos fabricantes de módulos podrían decir: ‘Es que mis módulos no van a ser utilizados en sitios donde caiga granizo’. No hay ninguna certeza de que en un sitio no vaya a granizar. Estamos viendo cómo están cambiando los climas. Entonces, es importante convencer al fabricante nacional de que el vidrio que debe utilizar, además de tener la calidad de recibir impacto de granizo de una pulgada, también debe tener la calidad de transparencia; de baja concentración de sodio”. Agrega que evaluar técnicamente un producto hace que el fabricante comience a considerar que sus partes y componentes deben tener durabilidad y estabilidad.

“El laboratorio que tenemos, además de tener la validez de decir: ‘Esto no cumple’, también tiene los conocimientos suficientes y el equipo necesario para realizar una investigación de por qué no cumplió. Esto retroalimenta a las empresas. Esto hace que las empresas tiendan a conseguir elementos o partes de calidad. A los empresarios los favorece, por tener un producto que sí dura, y al mercado nacional lo favorece, al tener productos que van a ser durables, seguros y confiables”.

Para concluir, comenta que el Lanefv opera a partir de dos ejes de trabajo: la evaluación y el dictamen. “Con ello se ayuda a las empresas a saber si necesitan cambiar su cadena de proveduría. Imaginemos que se desprende de su sitio un silicón que se usa para pegar la caja de conexiones detrás de los módulos: es un producto malo; y si una caja de conexiones se desprende, arruina al módulo. Lo que nosotros queremos es que los usuarios estén contentos con la tecnología; no usuarios que, al cabo de unos años, ya no tengan, por culpa del mal equipo que compraron, la electricidad que les prometieron al adquirirlo. Un usuario descontento rompe la cadena de trabajo para sustentar el mercado. Es importante convencer a los fabricantes de los módulos de que ahí vamos a estar para llevar a cabo los análisis técnicos sobre el desempeño de sus productos”.

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