Jean-Marc Kubler (Heole): “Nuestra vela solar orgánica es una primicia mundial”


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[EN VIDÉO] ¿Qué es la energía fotovoltaica? Energía fotovoltaica, todo el mundo habla de ella y algunos de nosotros incluso podemos beneficiarnos de ella. Pero, ¿sabemos realmente lo que está en juego en el corazón de una célula solar? Marion Perrin, doctora en electroquímica, nos presenta, en vídeo, el principio físico detrás de esta energía renovable.

Durante la Ruta del Ron 2022 que partirá de Saint-Malo el próximo mes de octubre, el patrón Marc Guillemot estará al mando de un barco equipado con una vela solar sin precedentes. Incorpora células fotovoltaicas orgánicas flexibles que producen suficiente energía para satisfacer las necesidades eléctricas diarias del yate de carreras. Esta es una primicia mundial desarrollada por la empresa francesa Heole. Este jovencísimo rodaje fundado en 2021, con sede en Vannes (Basse-Bretagne), desarrolla velas solares y tejidos flexibles, ligeros e incluso translúcidos si es necesario. Además del mercado de la navegación, Heole también trabaja en telas para toldos y carpas, así como en globos de iluminación. Jean-Marc Kubler, director general asociado de Heole, explicó a Futura los entresijos de esta innovación, sus ventajas y las perspectivas que abre.

Futura: ¿Cuáles son las membranas y tejidos fotovoltaicos orgánicos flexibles que fabrican?

Jean-Marc Kübler: Heole se define como un constructor de autonomía energética para objetos en movimiento o aislados. Nuestra innovación combina tres ladrillos clave: la tecnología de las células fotovoltaicas orgánicas (OPV por Organic PhotoVoltaic), su encapsulación en diferentes soportes conservando sus propiedades (flexibilidad, ligereza, translucidez), la extracción de la corriente producida para alimentar el circuito eléctrico del objeto.

Futura: ¿Cuál es la diferencia entre una membrana y una manta solar?

Jean-Marc Kübler: Una membrana se refiere a la tecnología que usan los veleros para hacer velas translúcidas. Desarrollamos el mismo tipo de materiales para carpas y dirigibles utilizando diferentes características.

Futura: Hablas de una tecnología orgánica. De qué se trata ?

Jean-Marc Kübler: Las OPV consisten en una capa de polímero de 150 micras que convierte la energía luminosa en energía eléctrica. Está atrapado entre dos películas flexibles de PET. En comparación con los paneles fotovoltaicos de silicio, las características son notables en términos de ligereza, flexibilidad y transparencia. Por ejemplo, la translucidez permite instalar dispositivos de forma vertical, en la vela del barco, y captar la luz de ambos lados. Entonces dependemos mucho menos de la orientación de los paneles solares para la navegación.

Futura: Explicas que las OPV tienen un análisis de ciclo de vida mucho mejor que el silicio. ¿Puedes aclararnos eso?

Jean-Marc Kübler: El análisis del ciclo de vida se expresa en gramos de carbono por kilovatio-hora producido. Una central hidroeléctrica libera 5 g de carbono por kWh, las células OPV entre 5 y 15 g, la nuclear 55 g y la de silicio 65 g. Por tanto, las OPV son entre 5 y 10 veces menos contaminantes que el silicio.

Futura: En este caso, ¿por qué el silicio sigue sujetando la cuerda en el desarrollo de la fotovoltaica?

Jean-Marc Kübler: La potencia de producción del silicio ronda los 200 vatios pico por metro cuadrado, mientras que la OPV se comercializa en torno a los 40 vatios/m². Pero el vatio pico se mide en condiciones óptimas de luz solar de 1.000 vatios/m², con paneles colocados ortogonalmente a los rayos del sol. En el escenario ideal, tenemos una producción de 200 watts/m². La OPV tiene la ventaja de trabajar con luz difusa, e incluso cuando no hay mucha luz. Se hace una gran diferencia.

Futura: ¿Cuáles son las ventajas de su tecnología frente a los paneles fotovoltaicos convencionales?

Jean-Marc Kübler: Comparamos la producción de electricidad entre silicio y OPV durante un día de navegación, con las celdas orientadas en la misma posición. Como resultado, OPV produce de dos a tres horas más de vatios por día que el silicio.

Incluso cuando los paneles de silicona se instalan horizontalmente en la cubierta del barco, hemos encontrado que las sombras generadas en las superficies impiden significativamente la producción de energía. En un barco como el Energy Observer, que está cubierto con paneles fotovoltaicos de silicio, las alas rígidas de Oceanwings proyectan sombras que conducen a un funcionamiento subóptimo. Las OPV permiten optimizar la producción de energía de forma mucho más eficiente.

Futura: Su primera aplicación concreta es una vela solar para el yate de carreras de Marc Guillemot para la próxima Ruta del Ron. ¿Qué autonomía energética aporta esta vela al barco?

Jean-Marc Kübler: La vela mayor que diseñamos para el barco de Marc Guillemot incorpora 12 m² de células fotovoltaicas que producen el kilovatio de electricidad necesario diariamente para alimentar al piloto, la iluminación, el frigorífico y los ordenadores. No hemos cambiado nada en el equipo de batería del barco. Utilizamos la instalación original.

Futura: ¿Qué tan rápido está progresando el rendimiento de las células OPV?

Jean-Marc Kübler: La tecnología OPV sigue una ley de crecimiento similar a la de los semiconductores o LED. Este año, deberíamos ver llegar al mercado los primeros productos comerciales a 80 vatios/m², u 8% de eficiencia. Con nuestra vela actual, ya no podremos producir uno, sino dos kilovatios. Esta ley de crecimiento opera una duplicación del rendimiento cada tres años. Se acompaña de una división por diez de los costes de fabricación en diez años. Usted comprende que las perspectivas de este proceso son absolutamente fantásticas.

Futura: ¿Por qué eligió la navegación para comenzar a desarrollar su tecnología?

Jean-Marc Kübler: Las carreras de vela son similares a la Fórmula Uno, en el sentido de que representan un banco de pruebas formidable. Experimentamos resistencia a la corrosión, la lluvia, el agua de mar… Por eso sabemos que si nuestra vela aguanta durante la Route du Rhum, nuestra tecnología OPV será muy fiable para otras aplicaciones.

Futura: ¿Qué capacidad y vida útil buscan para sus productos?

Jean-Marc Kübler: Nuestro objetivo es una vida útil de cinco años en un barco. Con los resultados que estamos obteniendo actualmente en nuestras pruebas de navegación, confiamos en lograrlo. Ya hizo la Transat Jacques-Vabre 2021 y luego toda la temporada de carreras y todavía trabaja. Si hablamos del mercado de la navegación y tomamos un velero de 10 a 12 metros con una vela mayor de 60 m² con 40 m² de celdas OPV, podemos apuntar a 6 kilovatios hora de producción de energía. Esto cubre en gran medida las necesidades a bordo. Incluso podemos plantearnos recargar las baterías de los motores eléctricos auxiliares. Nuestro sueño es ver barcos salir en un día sin viento, velas altas, para alimentar sus motores.

Futura: Usted dice que las células fotovoltaicas Heole no tienen un impacto significativo en el peso de la vela. ¿Puedes especificar específicamente?

Jean-Marc Kübler: Tenemos un sobrepeso de 750 g/m². Pero esta ganancia se ve compensada por el progreso realizado en los materiales de las velas que progresan constantemente para ser siempre más ligeras. También señalaría que nuestro target comercial es la navegación de recreo donde el criterio del peso tiene mucha menos importancia que en competición.

Futura: ¿Cuáles son las otras aplicaciones potenciales para el público en general?

Jean-Marc Kübler: Los demostradores que estamos desarrollando este año son telas para construir persianas, telas para carpas y globos de iluminación. Con 1 m² de membrana Heole integrada en una persiana, actualmente conseguimos alimentar la iluminación LED de una oficina de 10 m² durante seis horas. Hoy, estamos en un rendimiento del 4%. A fin de año estaremos al 8%, en diez años estaremos al 20%. Con las perspectivas de crecimiento del rendimiento, podremos alimentar mucho más.

Respecto al globo iluminador, se trata de un objeto que capta la luz y la restituye en forma de iluminación LED por la noche. Se instala sobre pilares para hacer alumbrado público, por ejemplo en una zona artesanal. También estamos apuntando al mercado del transporte marítimo.

Futura: ¿Cuál es el costo adicional de una vela equipada con una membrana Heole?

Jean-Marc Kübler: Nuestro objetivo es un precio aproximadamente el doble que una vela no solar de la misma capacidad. Este delta debería reducirse a la mitad oa las tres cuartas partes en los próximos años.

Futura: ¿Qué es el reciclaje de OPV?

Jean-Marc Kübler: Las OPV son 100% reciclables. El velero con el que tenemos una sociedad para la producción de velas solares utiliza un proceso totalmente reciclable.

Futura: ¿Cómo reacciona el mundo de la navegación a su innovación?

Jean-Marc Kübler: Muy entusiasmado. Sin ruido, sin contaminación. Los navegantes están entusiasmados con esta tecnología y las perspectivas que abre.

Futura: ¿A qué plazo apuntan para su puesta en marcha comercial?

Jean-Marc Kübler: Esperamos comercializar velas de recreo a partir de 2023. Para las otras familias de productos, esperamos tener dos o tres demostradores para finales de año.

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