El trabajo de investigación Publicado en Energy Conversion and Management (disponible aquí) propone una solución simple: reutilizar paneles solares descartados, reconfigurarlos físicamente y conectarlos directamente a un electrolizador PEM sin electrónica adicional, reduciendo costos y complejidad del sistema.

Un equipo de investigación integrado por Ricardo Flores, Carlos Cárdenas-Bravo, Antonio Sánchez-Squella, Valentina González Becerra y Aldo Barrueto (Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Técnica Federico Santa María, USM), junto a Patricio Valdivia-Lefort (Universidad de Santiago de Chile, USACH), desarrolló un sistema a escala residencial para la producción de hidrógeno verde a partir de módulos fotovoltaicos en desuso.

El estudio ha sido difundido y citado tanto a nivel nacional como internacional, en países como en España, México y Hungría, destacando su relevancia en el desarrollo de tecnologías energéticas y en estrategias de economía circular aplicadas a la transición energética.

Estrategia

El sistema utiliza paneles solares al final de su vida útil, que aún conservan entre el 80% y 90% de su capacidad, acoplados a un electrolizador de membrana de intercambio de protones (PEM). A diferencia de los sistemas convencionales, la propuesta elimina inversores y controladores mediante una reconfiguración interna del módulo fotovoltaico, ajustando su curva corriente-voltaje para mejorar la compatibilidad con el electrolizador.

La estrategia consiste en conectar subconjuntos de celdas en paralelo, lo que permite un acoplamiento más eficiente y adaptable, incluso en presencia de paneles heterogéneos o con fallas localizadas. Según los investigadores, este enfoque puede generalizarse a distintas arquitecturas de módulos fotovoltaicos.

Los resultados experimentales muestran una producción cercana a 345 litros de hidrógeno por día, superando ampliamente la demanda doméstica estimada de 120 litros diarios para usos básicos como calefacción y cocción. El sistema alcanza una eficiencia solar-hidrógeno de aproximadamente 7% y captura más del 70% del rendimiento teórico máximo en configuraciones simplificadas.

En términos económicos, se estima un costo nivelado del hidrógeno (LCOH) de 5,8 USD/kg, lo que representa una reducción cercana al 18% respecto a sistemas más complejos, principalmente debido a la eliminación de electrónica de potencia y al uso de módulos fotovoltaicos reutilizados.

“Si bien reconocemos la menor eficiencia en comparación con sistemas con control electrónico avanzado y la dependencia de la variabilidad de la irradiación solar, consideramos que la simplicidad del sistema, su bajo costo y facilidad de integración lo convierten en una opción prometedora para aplicaciones descentralizadas”, señala el equipo de investigación.

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