Plantas solares: ¿Cómo aprovechamos la energía del sol?

El sol es la mayor fuente de energía de nuestro sistema planetario. Sus rayos llegan a la Tierra y, tras un “filtrado de seguridad” en las capas altas de la atmósfera, calientan la superficie generando efectos como la evaporación del agua, la circulación atmosférica o la fotosíntensis de las plantas. La energía que contienen aumenta la temperatura de los cuerpos por exposición directa o concentrando su fuerza sobre un punto (como ocurre en el experimento de la lupa enfocada sobre un papel o en la cocina solar). En este post resumiremos el estado actual de la tecnología solar y su carrera hacia la rentabilidad, un camino en el que no se ha alejado tanto de estos dos sencillos ejemplos.

Formas de aprovechar la energía solar

Cualquier sistema de captación solar se basa en dos fenómenos físicos muy conocidos: el efecto de cuerpo negro y el efecto invernadero. La llamada energía solar térmica es aquella que permite calentar agua o cualquier otro fluido a través de captadores planos. La temperatura alcanzada en los paneles es baja (no más de 100 ºC) y el agua caliente almacenada puede utilizarse en el aseo diario, como calefacción o en un proceso más novedoso, como refrigerante (el llamado frío solar).

Una variación de este primer modelo es la generación fototérmica de electricidad o energía térmoeléctrica, actualmente una de las aplicaciones más extendidas en todo mundo a través de grandes centrales termosolares. Siguiendo el principio del horno solar, en ellas se utilizan espejos que concentran los rayos del sol sobre una caldera en la que se calienta un fluido a media o alta temperatura (desde 400ºC a 2000 ºC) que, en el caso del agua, puede mover una turbina y generar energía eléctrica. Son instalaciones más grandes y complejas con una gran capacidad de generación o, como la PSA de Almería, destinadas a investigación.

El último tipo, al que nos hemos acostumbrado en estos últimos años, es la energía solar fotovoltaica. Aprovechando el efecto fotovoltaico esta tecnología convierte directamente la luz solar en electricidad para alimentar sistemas independientes (viviendas aisladas, señales y postes, estaciones de bombeo o medición…) o para volcar energía a la red eléctrica.

La energía solar en el mundo

Cualquier punto de nuestro planeta recibe en algún momento la luz del sol y puede acoger una instalación solar; la realidad es que su capacidad y rentabilidad dependerán de la situación, el clima y la meteorología. Aunque creamos que Europa es la región más avanzada en “conciencia” y uso de las energías verdes, el líder mundial en energía solar térmica es China. Detrás vienen Japón, Turquía, Alemania e Israel; más curioso es el caso de Chipre, el país que más energía solar térmica produce por habitante gracias a que el 90% de sus edificios tienen paneles en el tejado. España es el cuarto país europeo en este ranking por delante de otros socios como Italia, Francia o Gran Bretaña. Además, hasta el año 2004 la mayor parte de los captadores solares instalados solo servían para producir agua caliente y el abaratamiento de la tecnología fotovoltaica provocó a partir de entoces un boom de instalaciones fotovoltaicas. En la actualidad el uso de la energía solar en todo el mundo supera a otras renovables maduras como la energía eólica.

Esta tabla recogida por el IAE en 2009 muestra el nivel alcanzado en Europa por la energía solar térmica. En el caso de la fotovoltaica, llama más la atención la sucesión de “instalaciones récord” que se van poniendo en marcha. A principios de 2010 la planta más potente del mundo, con 60 Mw, estaba en Olmedilla (España); le seguía una en Alemania con 50 Mw pero pronto ambas serán desbancadas por otra de 72 Mw en Rovigo (Italia). En cuanto a su localizacion, nos imaginamos plantas solares en regiones secas, grandes llanuras o montañas suaves sin vegetación. Pues en el norte de Europa es frecuente aprovechar espacios en desuso como aeropuertos y ya están aprovechando los beneficios de la cercanía al mar (la radiación inducida y el efecto de las brisas). Las instalaciones sobre edificios, al menos en España, son obligatorias desde 2007 a partir de una determinada capacidad o tamaño.

Logros y expectativas de la energía solar

A la hora de hacer balance de lo conseguido, debemos preguntarnos si la energía solar consigue sustituir a otras y contribuir al recorte de emisiones de CO2. Veamos:

• Agua caliente sanitaria: Los sistemas fotovoltaicos actuales pueden cubrir el 100% de la demanda en verano y entre el 50 al 80% en el resto del año.

• Calefacción: El ahorro de un 25% en otros combustibles explica porqué en el centro y en el norte de Europa es habitual usar instalaciones fotovoltaicas como elemento de apoyo a la calefacción.

• Una vivienda unifamiliar con una instalación de 5 Kw en su cubierta puede evitar la emisión anual de 1,9 toneladas de CO2 (comparada con electricidad generada con gas natural).

• Una planta solar fotovoltaica de 10 Mw puede evitar la emisión anual de 6.500 T. de CO2.

Con el petroleo y el gas al alza, la energía solar ya está cerca del umbral de rentabilidad. En algunas regiones como la isla del Hierro, en Canarias, el suministro de estos combustibles es caro y complejo y el uso de renovables supone una ventaja. Su huella ecológica es, además, muy baja: no produce residuos peligrosos, ha mejorado la tecnología de desmontaje y reciclado de las instalaciones más antiguas y no conlleva grandes costes de extracción y transporte.

Acostumbrados ya a ver cada vez más parques solares o paneles sobre edificios, queda pendiente ahora su difusión en el parque de viviendas. La inversión inicial es importante pero hay ayudas y podemos contribuir, con una decisión que nos ayuda a también a ahorrar, a equilibrar nuestro propio balance energético.