El software SOLEY, creado y desarrollado por Zacharie Jehl Li-Kao, facilita simular cómo funcionan las placas solares y es útil para investigación, docencia e innovación en energías renovables.
Zacharie Jehl Li-Kao, investigador del grupo de Micro y Nano Tecnologías para la Energía Solar (MNT-Solar) del Departamento de Ingeniería Electrónica de la Universidad Politécnica de Cataluñya- BarcelonaTech (UPC), ha desarrollado SOLEY, un nuevo software gratuito y de código abierto que permite simular de forma sencilla.
Según explica Zacharie Jehl, «es el primer software que utiliza ecuaciones termodinámicas en lugar de las ecuaciones de drift-diffusion para modelar el efecto fotovoltaico. Esto permite cálculos muy rápidos (high throughput) y reduce el número de parámetros de entrada necesarios. También incorpora un nuevo modelo óptico con capacidad.
A diferencia de muchos programas existentes —a menudo complejos o de pago—, SOLEY está pensado para que cualquier persona que trabaje o aprenda sobre energía solar pueda utilizarlo sin necesidad de una gran experiencia previa. La herramienta ayuda a entender cómo capta la luz una célula solar, cómo la transforma en electricidad y cómo diversos materiales o capas influyen en su rendimiento. SOLEY es un complemento que proporciona información adicional sobre el funcionamiento de las células solares, la predicción del rendimiento y la interpretación de las caracterizaciones.
El software ha sido presentado en la revista científica PV Magazine y en Solar RRL, y destaca en el ámbito de la energía solar gracias a su voluntad de aportar más transparencia y más accesibilidad a la investigación en fotovoltaica.
¿Cómo funciona SOLEY?
SOLEY combina una técnica óptica -la transfer matrix method- con un modelo eléctrico basado en un detallado balance extendido, en contraposición a los modelos más habituales de drift-difusión empleados en muchos simuladores de células fotovoltaicas.
Este enfoque permite reproducir con fidelidad el comportamiento de fotodiodos bajo iluminación, requiriendo menos parámetros de entrada, lo que lo hace más accesible tanto para investigación como para docencia.
A pesar de ser una herramienta técnica, sus cimientos son fáciles de explicar.
SOLEY permite:
Simular cómo la luz atraviesa las distintas capas de una célula solar (como si fuera una lupa que muestra qué ocurre en el interior).
Realizar predicciones sobre la cantidad de electricidad que puede generar una célula según su diseño.
Probar combinaciones de materiales o grosores distintos para ver qué opción es más eficiente.
Analizar células solares innovadoras, como las de perovskita, que combinan diversos materiales para aprovechar mejor la energía del sol.
Realizar muchas pruebas de forma automática, una función muy útil para grupos de investigación o estudiantes.
La importancia de SOLEY como herramienta de innovación
Las principales características del software son:
Cálculos de gran rendimiento.
Un nuevo modelo de dispersión/atrapamiento de luz con convergencia ultrarrápida, aplicable tanto a células de capa fina como de silicio.
Física detallada del dispositivo fotovoltaico.
Una interfaz gráfica muy intuitiva, con indicaciones integradas que explican la metodología y ecuaciones utilizadas en cada función, lo que la hace muy útil para aprender y enseñar fotovoltaica.
Resultados muy completos: perfil óptico, curvas JV, luminiscencia, perfil de fotogeneración, análisis de diodos, entre otros.
Las ventajas de SOLEY son especialmente relevantes para fenómenos emergentes en energía fotovoltaica: permite realizar simulaciones rápidas y sistemáticas, explorar múltiples diseños, y puede servir como herramienta educativa para formar nuevos ingenieros en tecnología solar.
En un contexto de transición energética y crecimiento de las energías renovables, se necesitan herramientas que ayuden a acelerar la innovación. Realizar experimentos físicos en el laboratorio puede ser lento y costoso; en cambio, probar ideas primero en un simulador como SOLEY puede ahorrar tiempo, recursos y facilitar que más personas tengan acceso a ellos.
Además, al ser un programa de acceso abierto, pueden utilizarlo: estudiantes que quieran aprender cómo funcionan las placas solares, investigadores que necesitan realizar pruebas rápidas, centros educativos o laboratorios con presupuesto limitado y profesionales del sector fotovoltaico
Una aportación al conocimiento abierto
El software ha ido evolucionado y ha incorporado nuevas funcionalidades. En los últimos dos meses, ha sido descargado más de 400 veces por la comunidad y se ha convertido en un tema activo de discusión. Zacharie Jehl indica que “dentro del panorama de herramientas de simulación fotovoltaica, SOLEY es bastante único en muchos aspectos y seguirá evolucionando en los próximos años”.
Fuente: https://eebe.upc.edu/ca/noticies/nou-programari-dacces-obert-per-entendre-i-dissenyar-cel-lules-solars