Energía solar: ¿realidad o agenda del futuro?
Por Marcelo Maggio
En el comienzo había oscuridad, la Tierra no tenía entonces forma alguna, todo era un mar profundo cubierto de oscuridad, y el espíritu humano se movía… hasta que miró a los cielos, y el humano vio la luz del Sol. Esta podría ser una versión del Génesis, por qué no.
Con más demora que prisa, las implementaciones tecnológicas que aprovechan la energía solar se van conociendo. Sortean los obstáculos que plantean los prejuicios y también el lobby de los viejos paradigmas. Al nombrar “energías renovables” aparecen las reacciones. Los semblantes se tornan adustos o eufóricos y parece no haber medias tintas.
Parte de esa euforia se notó en el Congreso Multidisciplinario de la UNNOBA el día que Leonardo Amet (ingeniero en Electrónica, investigador y docente) se presentó para explicar qué es un “recurso solar fotovoltaico”. Bajo unos rayos solares implacables que castigaban el parque del Edificio Raúl Alfonsín, una multitud escuchó al disertante responder la pregunta: “¿El recurso solar es parte de la agenda del futuro o es una realidad?”.
Leonardo Amet es ingeniero en Electrónica, investigador y docente de la Maestría “Energías Renovables y su Gestión Sustentable” que dirige Silvina Carrizo en la UNNOBA. Impulsa “Ercos”, una empresa que se dedica a la instalación de tecnología fotovoltaica en la región.
Medioambiente y recurso renovable
Uno de los puntos de interés en la energía solar está dado por su carácter renovable, es decir que no se agota a medida que se la consume. Además tiene un costado, o más bien un centro, que implica cuidar el medioambiente, ya que no requiere custodiar peligrosos residuos por miles de años, como ocurre con la energía nuclear. Sus ventajas y diferencias en relación a la energía de origen fósil saltan a la vista principalmente por los costos y la abundancia.
Pero en el universo de las energías renovables no sólo está la energía solar, que puede ser tanto térmica como fotovoltaica, también se deben considerar otras opciones de gran exploración, como hidráulica, biomasa, eólica, geotérmica y marina, principalmente.
Leonardo Amet brinda un dato significativo que destaca la energía solar del resto de las renovables: “Es la más abundante”. Y agrega que “además es silenciosa, a diferencia de la eólica”. Esa abundancia del astro Sol hace que la pregunta por su aprovechamiento recorra las mentes más inquietas. ¿Cuánta radiación hay? ¿Es igual en todas partes? En Argentina sabemos cuánto sol llega a cada lugar del país gracias a una medición realizada por la Universidad Nacional de Luján. Y con esos datos se puede planificar la orientación de los paneles y calcular su rendimiento.
Astro Rey
Desde el punto de vista de Amet, para entender la energía solar hay que asumir que estamos en relación con el Sol. Por eso sus charlas comienzan con una explicación y ubicación del astro que guía los ritmos terrestres. Que la distancia a la Tierra es de 150 millones de kilómetros puede sonar lejano. Que produce calor por fusión nuclear, es decir que va perdiendo masa porque la transforma en radiación, suena complejo. Pero que la temperatura en la superficie es de 5700 grados es algo más tangible. Suena a mucho.
De todos modos lo que más interesa es la radiación solar, no tanto el resto. Desde el Sol llegan a la Tierra un conjunto de radiaciones electromagnéticas. Algunas de estas radiaciones están dentro del espectro visual, pero otras no las podemos podemos ver, como los rayos ultravioletas.
Según informa Amet, nuestro planeta intercepta solamente “2 mil millonésimas partes de lo que irradia el Sol, es muy poquito”. Pero esa captación de radiación es variable ya que la Tierra va girando con un cierto ángulo de inclinación, y eso afecta la radiación que llega durante el año a un lugar determinado. Esto impacta directo en un tema imporante: la orientación de los paneles solares. Es decir que según el punto geográfico en el que se esté, y según se mueve la Tierra, se debe cambiar la orientación de los paneles para optimizar la captación de la radiación. “Es lo que se denomina el camino óptico”, define.
Aunque la energía solar tiene variaciones en función del punto geográfico en el que se esté, y de los cambios del clima, “puede resultar mucho más previsible que la energía eólica”, opina Amet, “en la que todo es estadístico”.
El diámetro del Sol es 109 veces el de la Tierra. Pesa 333 mil veces lo que pesa la Tierra y entrarían 1,3 millones de planetas Tierra en el Sol. Las manchas solares de las que se habla a menudo tienen el tamaño de un planeta Tierra.
Paneles al cielo
¿Con qué tecnología se puede aprovechar la radiación solar? En materia fotovoltaica son los denominados “paneles solares”, hechos con silicio, los que tienen el trabajo de convertir en electricidad parte de la radiación solar captada. “Cuando los fotones, entendidos como partículas, chocan contra un átomo, hacen saltar un electrón: eso ya es corriente eléctrica. Pero sólo se produce energía cuando hay luz solar, por eso es un tipo de energía intermitente”, explica Amet.
La eficiencia del silicio no es muy significativa si se miran los porcentajes: tan sólo el 17% de la radiación recibida es aprovechada. Amet cuenta que se están estudiando otros materiales, y “en el Conicet hay pruebas para subir el rendimiento, al menos a un 24%”.
Para lograr que un sistema intermitente sea completamente autónomo se utilizan baterías o “acumuladores”, que incrementan los costos de los sistemas eléctricos solares. Pero no tiene sentido buscar la autonomía en cualquier caso, se tienen que contemplar las necesidades y las aplicaciones concretas: “Por ejemplo un sistema de bombeo autónomo, electrificación en zonas rurales o alejadas de las redes centrales, iluminación pública, telecomunicaciones en lugares remotos, aplicaciones fuera de la Tierra (satélites), son casos en los que el acumulador es necesario”.
Un sistema aislado permite tener energía eléctrica sin depender de una red eléctrica central. La desventaja es que debe dimensionarse para satisfacer toda la demanda, teniendo en cuenta tanto las baterías como los paneles que se van a necesitar para un momento de alta demanda.
¿Cómo es el funcionamiento de un sistema autónomo? Los módulos fotovoltaicos que toman la energía solar. Se transforma en corriente eléctrica que va a un regulador que carga baterías. Después es necesario tener un inversor, que toma la corriente continua de las baterías y la convierte en corriente alterna, como la que se tiene en los hogares.
En el hogar también es posible
Para Leonardo Amet una instalación eléctrica híbrida, con energía generada en el hogar y con energía que proviene de la red central, mejora sustancialmente la economía de un hogar. “Instalando un sistema de 1,5 kW de potencia se puede cubrir, en un hogar promedio, más de la mitad del consumo eléctrico, es decir hasta un 60 % de energía”, afirma. Se trata de sistemas sin acumuladores, que toman la energía que proviene de los paneles de modo directo. En ausencia de electricidad solar la pueden tomar de la red. Pero además tienen otra ventaja.
“Técnicamente se puede hacer que ese sistema instalado en el hogar sea también proveedor de energía para la red central. Es decir que cuando el usuario tiene un excedente, por ejemplo si no está en su casa o porque no está consumiendo, inyecta energía a la red de su ciudad”, relata el docente. Y la gran ventaja de hacer esto es doble: el hogar puede “vender” esa electricidad y la ciudad recibe un aporte para el beneficio de todos.
Estos sistemas conectados a la red eléctrica central tienen la ventaja de ser mucho menos costosos, ya que no necesitan baterías ni construir un espacio para su almacenamiento, algo que puede requerir de una inversión mayor.
En la región existen parque solares que producen energía fotovoltaica sin el uso de los acumuladores. Por ejemplo están las localidades de Arribeños (partido de Gral. Arenales) y también Inés Indart (partido de Salto) en la provincia de Buenos Aires que cuentan con verdaderos “parques solares”. Amet explica que “básicamente son sistemas conectados a red troncal y cuentan con mucha más potencia que un equipo doméstico. Son sistemas sin acumuladores y están conectados a la red eléctrica de la ciudad”. Estos parques permiten generar y sostener el consumo de manera descentralizada.
¿Prosumidores?
Inyectar energía a la red nacional estaba prohibido hasta el año pasado. En la actualidad algunas provincias tienen legislación que lo permite, y a nivel nacional desde noviembre de 2017 se cuenta con la ley 27424, “Régimen de fomento a la generación distribuida de energía renovable integrada a la red eléctrica”, conocida como “ley de prosumidores”. “Se trata de poder ser productor y consumidor -explica Amet-; en un momento estaremos consumiendo y en otro produciendo e inyectando lo que sobra”.
La tarifa cambia en este tipo de modelo prosumidor, ya que hay que calcular el precio de la energía que entra, pero también el precio de la que sale y ver cómo queda la factura final con la empresa que brinda el servicio.
En este sentido los sistemas de energía eléctrica solar demuestran ser viables y amortizables en un plazo muy corto, teniendo en cuenta que su vida útil es de 25 años. Esta ley, la 27424, fijaría las condiciones para el autoconsumo y la venta de excedentes a la red eléctrica troncal. Sin embargo, duerme el sueño de los justos ya que no se reglamenta desde que fue sancionada y por eso los casos prácticos se realizan mediante acuerdos puntuales.
La perspectiva es que las ciudades cuenten con parques solares medianos, que las casas puedan también producir e inyectar durante el día su excedente, pero esto sólo será posible cuando sea reglamentada la ley 27424 y el Estado impulse las energías renovables de manera decidida.
Por Marcelo Maggio
Foto portada: “Solar eclipse”, por Miranda 72, flickr.com