Laboratorio Nacional de las Montañas Rocosas (NLR) y su función en la fotovoltaica

El Laboratorio Nacional de las Montañas Rocosas (NLR), también conocido como Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) y como Instituto de Investigación de la Energía Solar (SERI), certifica récords de eficiencia fotovoltaica, publica herramientas de simulación y valida tecnologías solares como laboratorio nacional del Departamento de Energía de Estados Unidos.

La institución nació en 1977 y ha cambiado de nombre 3 veces hasta el actual National Laboratory of the Rockies (NLR). Su trabajo abarca tecnologías de solar fotovoltaica, energía eólica, bioenergía, eficiencia energética e integración de sistemas, con mucho énfasis en ensayos que después usa la industria solar. Según el Departamento de Energía, su contribución ayudó a que el coste de la energía solar bajara del objetivo de 6 céntimos de dólar por kWh marcado por la SunShot Initiative.

Entre 2020 y 2025, el NREL certificó avances en perovskita, tándems perovskita/silicio, minimódulos y células de unión simple, con cifras que van del 24% al 34,85% en distintos formatos de laboratorio. Los paneles comerciales siguen por debajo de esos récords, pero esas mediciones marcan el techo tecnológico que los fabricantes intentan llevar después a producción industrial. Entender qué hace el NREL, qué logros sostiene y cómo llegan sus datos al mercado permite usar el laboratorio como referencia técnica sin confundir un récord científico con un panel solar comercial.

¿Qué es el NLR?

El NLR es un laboratorio nacional del Departamento de Energía de Estados Unidos ubicado en Golden, Colorado. Nació en 1977 como Solar Energy Research Institute (SERI), en plena crisis del petróleo, y en 1991 adoptó su nombre National Renewable Energy Laboratory (NREL) al alcanzar el estatus de laboratorio nacional bajo la administración de George H.W. Bush. Esa denominación se mantuvo 34 años, hasta el cambió a Laboratorio Nacional de las Montañas Rocosas en diciembre de 2025.

Aquí tienes los datos básicos actualizados. Interesa revisarlos porque durante un tiempo convivirán documentos con el nombre nuevo, documentos con el nombre anterior y enlaces que redirigen desde dominios antiguos:

• Ubicación: Golden, Colorado, Estados Unidos
• Fundación: 1977
• Organización principal: Departamento de Energía de los Estados Unidos
• Nombre anterior: National Renewable Energy Laboratory (NREL), hasta el 1 de diciembre de 2025
• Sitio web: https://www.nlr.gov/.

¿Cuáles son las áreas de investigación del NLR?

El NLR trabaja en cinco áreas principales: solar fotovoltaica, energía eólica, bioenergía, eficiencia energética e integración de sistemas de energía. Esa amplitud explica por qué sus datos se citan fuera de Estados Unidos, incluido el mercado español, y por qué muchas decisiones técnicas del sector solar terminan mirando a sus ensayos.

Vamos a ver esas líneas una por una:

• Energía solar fotovoltaica: aquí el laboratorio certifica récords de eficiencia de célula y mantiene el Best Research-Cell Efficiency Chart, la referencia que cita toda la industria. Su contribución más documentada fue ayudar a que el coste de la energía fotovoltaica bajara del objetivo de 6 céntimos de dólar por kWh marcado por la SunShot Initiative, un hito que aceleró la instalación fotovoltaica a escala en Estados Unidos, según el Departamento de Energía.
• Energía eólica: el National Wind Technology Center (NWTC) permite ensayar palas y turbinas a escala real antes de que lleguen al mercado. Al fabricante le reduce el riesgo de fallo en campo; al comprador le ayuda a separar una promesa comercial de un equipo probado.
• Bioenergía: en el National Bioenergy Center, el laboratorio convierte biomasa, como residuos agrícolas y forestales, en biocombustibles líquidos. No se trata de sustituir el petróleo de golpe, sino de dar una salida a sectores del transporte donde electrificar todavía es complicado, como la aviación de largo alcance, porque una batería pesaría tanto que el avión no despegaría.
• Eficiencia energética: edificios y vehículos concentran buena parte del consumo de energía primaria, así que el NLR trabaja también en simulación y mejora de consumos. EnergyPlus, su software de simulación energética de edificios desarrollado con el Departamento de Energía, se usa como referencia técnica en normativas de eficiencia de construcción de varios países.
• Integración de sistemas de energía: el Energy Systems Integration Facility (ESIF) sirve para probar cómo conviven en una misma red la generación renovable, el almacenamiento y el vehículo eléctrico. Ese paso es menos vistoso que un récord de célula, pero es el que evita que una tecnología salga del laboratorio sin saber cómo se comporta conectada a una red real.

Si miras el NLR en fotovoltaica tiene dos tareas muy importantes: certificar de forma independiente los récords que anuncian fabricantes de todo el mundo y mantener el Best Research-Cell Efficiency Chart, el gráfico que recoge la eficiencia máxima confirmada para silicio cristalino, perovskita, CIGS, tándems híbridos y células multiunión. Si un ingeniero necesita saber cuál es el techo tecnológico real de una tecnología concreta, consulta ese gráfico. No hay otro con la misma autoridad.

¿Cuáles son los logros en energía solar fotovoltaica del NLR en los últimos 5 años (2025-2020)?

En los últimos 5 años (2025-2020), el NLR ha concentrado sus avances solares en perovskitas, tándems perovskita/silicio y certificación independiente de eficiencias récord. Son avances de laboratorio, no módulos comerciales disponibles de forma inmediata, pero marcan hacia dónde se mueve la industria.

Estos son los logros verificables más relevantes en energía solar fotovoltaica:

• 2020: Apex Flex y primer tándem verificado con Corea. El laboratorio desarrolló Apex Flex, un material de perovskita flexible que se adapta a superficies curvas, con un coste de fabricación 200 veces inferior al de las tecnologías flexibles equivalentes de la época. Además, en colaboración con centros de investigación surcoreanos, validó una célula tándem perovskita/silicio con una eficiencia certificada del 26,2%.
• 2022: estabilidad, no solo eficiencia. El equipo liderado por el científico Kai Zhu construyó una célula de perovskita con una eficiencia estabilizada certificada del 24% bajo iluminación de un sol, que retuvo el 87% de su rendimiento original tras 2.400 horas de funcionamiento a 55ºC. Es decir, no solo se consiguió una cifra alta en una medición puntual, sino que se demostró que una célula de perovskita podía mantener buena parte de su rendimiento bajo una prueba larga y exigente, justo el punto que más ha frenado a esta tecnología.
• 2023-2024: escalada de las células tándem. El NLR certificó tres récords sucesivos de eficiencia en células tándem perovskita/silicio desarrolladas por LONGi: 33,9% en noviembre de 2023, 34,6% en junio de 2024 y 34,85% a finales de 2024. En paralelo publicó, junto a 17 coautores, una hoja de ruta de tándems fotovoltaicos en la revista Joule, liderada por la investigadora Kirstin Alberi, con el objetivo de acercar esta tecnología a la producción en serie.
• 2025: primer récord estadounidense en minimódulos de perovskita. En colaboración con CubicPV, el laboratorio certificó un minimódulo de perovskita con una eficiencia del 24%, el primer récord de esta categoría logrado por un proyecto de origen estadounidense. Ese mismo año, el gráfico de eficiencias del NLR reflejó una célula de perovskita de unión simple con un 27,3% certificado, el máximo alcanzado hasta la fecha en esa tecnología.

Para valorar estos logros hay que separar dos cosas. Una cosa es que el laboratorio certifique una célula récord, fabricada en condiciones muy controladas y muchas veces sobre superficies pequeñas. Otra muy distinta es que esa arquitectura se pueda fabricar con estabilidad, coste razonable y garantías suficientes para montarla en tu tejado o en miles de instalaciones parecidas. Por lo demás, la dirección técnica está bastante clara: más eficiencia por metro cuadrado, más trabajo en estabilidad y más presión para que los fabricantes conviertan esos récords en módulos comerciales fiables.

¿Qué efecto tienen los avances del NREL en los paneles solares que se pueden comprar hoy?

Los avances del NREL afectan a los paneles solares comerciales porque marcan el techo tecnológico que los fabricantes intentan llevar después a producción industrial. Ningún fabricante vende hoy un panel con la eficiencia de las células récord del NLR: esas células son piezas de laboratorio de pocos centímetros cuadrados, fabricadas en condiciones controladas y con procesos que todavía no son viables a gran escala.

Ese desfase es justo la razón por la que merece la pena seguir de cerca lo que certifica el NLR. Un panel solar comercial de silicio monocristalino ronda hoy el 22-23% de eficiencia real. Si los tándems perovskita/silicio siguen una curva de comercialización parecida a la de otras tecnologías anteriores, es razonable esperar módulos comerciales por encima del 27-28% dentro de esta década. No lo tomaría como una fecha exacta, sino como una señal de hacia dónde va la mejora: más potencia en el mismo espacio, algo muy útil cuando tu tejado tiene metros limitados.

Esa distancia entre el laboratorio y la calle no es solo teórica. Es habitual que instaladores y autoinstaladores recurran a herramientas que desarrolla el mismo laboratorio: el System Advisor Model (SAM) para simular sombras y producción, o sus bases de datos de radiación solar como punto de partida cuando no hay datos locales fiables. No siempre es un camino fácil.

Quien empieza con SAM suele comentar que la herramienta resulta poco intuitiva al principio, sobre todo porque no carga los datos de irradiancia automáticamente y hay que introducirlos a mano. Aun así, si quieres estimar cuántos paneles caben en un tejado, qué producción anual puedes esperar y cómo afectan las sombras a una instalación concreta, ese software gratuito representa la parte menos vistosa del trabajo de un laboratorio nacional: los resultados no solo llegan en forma de récord de eficiencia, también llegan en forma de herramientas que ayudan a dimensionar mejor una instalación real.