MEDIO AMBIENTE

Energía solar: un regalo del cielo

No habrá que esperar al agotamiento de las reservas de combustibles fósiles para cambiar el rumbo, ya que el impacto ambiental de los mismos nos obligará a adoptar una nueva política energética dirigida a la implantación de sistemas más limpios. La llamada revolución de las energías renovables que caracterizará este siglo que comienza tendrá como protagonista estelar al propio Sol, de cuya fuerza se derivan directa o indirectamente la práctica totalidad de las energías alternativas.

Ocupando un lugar de honor en todas las mitologías y adorado como principio y padre de todas las cosas, el Sol, esa estrella de hidrógeno y helio, lleva cuatro mil quinientos millones de años apareciendo cada día en el horizonte y se calcula que aún le quedan unos cinco mil millones de años más. Durante todo ese tiempo la constante solar, es decir, la radiación extraterrestre sobre la superficie de la Tierra se ha mantenido estable en 4921MJ/m2/h, una enorme cantidad de recursos energéticos para abastecer la vida en nuestro planeta.

Este inmenso reactor termonuclear de fusión es en realidad la central nuclear más perfecta de la que disponemos, capaz de generar temperaturas de 60 millones de grados Kelvin, inagotable y segura. La cantidad de energía que recibe la Tierra en 30 minutos equivale a la energía consumida en un año por toda la humanidad. Sin embargo, ante este regalo del cielo y de forma incomprensible, seguimos infrautilizando el potencial energético que se nos brinda y nos dedicamos a producir energía a partir de recursos limitados y altamente contaminantes.

Esa es una de las grandes paradojas del ser humano: el dedicarse febrilmente a construir las herramientas precisas para su autodestrucción. Así, si bien la utilización de combustibles fósiles no tiene ni doscientos años de antigüedad, en la actualidad ya representa el 75 % del consumo de energía comercial. En este mismo periodo de tiempo, y a causa de la quema de esos combustibles fósiles, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, uno de los principales causantes del efecto invernadero, ha aumentado en un 30%. Hoy se calcula que habría que reducir entre un 60% y un 80 % las emisiones de carbono para estabilizar las concentraciones atmosféricas de CO2 a unos niveles no problemáticos.


El debate energético

En los borradores del Tercer Informe de Evaluación sobre el Clima, que verá oficialmente la luz durante este mismo mes de Abril, cuando el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas (IPCC) se reúna en Nairobi, se advierte ya no sólo de las catástrofes naturales y los cambios que pueden derivarse del calentamiento del planeta, sino del coste económico que ello supondría. Firmados por 900 expertos, estos documentos insisten en la necesidad de que los dirigentes mundiales tomen decisiones inaplazables sobre el problema. Al mismo tiempo, Estados Unidos, país responsable del 25% de las emisiones de dióxido de carbono que se lanzan a la atmósfera en el mundo, acaba de anunciar que no tiene interés en cumplir los compromisos que establece el Protocolo de Kioto para reducir las emisiones de gases que provocan el cambio climático.


Así las cosas, llama la atención la gran contradicción que se produce en torno al debate energético mundial. Es lo que Hermann Scher, diputado socialdemócrata alemán, considerado como una de las mayores autoridades mundiales en el campo de las energías renovables, denomina "la gran mentira energética". En una reciente visita a nuestro país, con motivo de la presentación de su último libro "Economía solar global" (Galaxia Gutenberg/Círculo de Lectores) Sheer insistió en la "necesidad de descentralizar la producción de energía y romper la dependencia energética que esto ha creado, relevando cuanto antes el uso de las energías tradicionales por las alternativas, ya que de no hacerlo así, la curva del aumento de consumo de energía podría coincidir con la del agotamiento de recursos fósiles y de uranio, lo que originaría el peor de los conflictos." Señalo también que "los gobiernos, en general, han cometido un grave error al considerar que el cambio tiene que ser liderado por los grandes consorcios que han venido gestionando la energía hasta ahora, ya que, por el contrario, el control que ejercen estas empresas está retardando y bloqueando la puesta en marcha del relevo energético necesario".

La confusión, o la mentira, estriba en que se discute sobre los costes de manera aislada, sin tener en cuenta los daños medioambientales que produce la generación de energía eléctrica al modo tradicional, haciendo creer de esta forma que las energías renovables no son rentables, mientras que las fósiles sí lo son, e impidiendo su desarrollo por falta de información y de seguridad para las inversiones. Para Hermann Scheer "el camino a seguir pasa por gravar a las fuentes tradicionales con un impuesto ecológico y privilegiar y apoyar las energías renovables como compensación por el ahorro del daño medioambiental. Esta es la manera de transformar una economía fósil global en una economía mundial solar"

Este camino no es, a todas luces, el que se sigue en nuestro país, donde el 94% de la energía total que se consume se basa en combustibles fósiles y nucleares y la energía obtenida del sol representa sólo el 0,003% del consumo energético total. Por otro lado, frente a los 1,3 billones de pesetas que cobran las eléctricas como compensación por los costes de la transición a la competencia, los productores españoles de energías renovables perciben alrededor de 30.0000 millones de pesetas anuales en concepto de las primas establecidas por el Plan de Fomento de las Energías Renovables del Gobierno. Es curioso destacar también que nuestro país es el primer productor europeo de infraestructuras solares y exporta el 85% de esa producción a otros países, en especial a Alemania y a Italia.


El efecto fotovoltaico

Del sol se aprovechan la energía térmica y la fotovoltaica. La energía solar térmica se genera con colectores de agua que calienta la radiación del sol, mientras que la transformación de esta radiación en electricidad requiere de una instalación más compleja mediante paneles solares fotovoltaicos.

Básicamente, se puede decir que el efecto fotovoltaico es la capacidad que tienen algunos elementos químicos para absorber fotones y luego liberar una corriente de electrones que puede ser utilizada como electricidad. Los elementos semiconductores, como el silicio, han sido la clave para el desarrollo de la conversión fotovoltaica y hoy es el elemento más utilizado en la fabricación de células solares. Las investigaciones en este terreno se orientan hacia la búsqueda de nuevos materiales, como arseniuro de galio, sulfuro de cobre, sulfuro de cadmio o silicio amorfo, así como nuevos diseños que permitan incrementar la eficiencia, que en la actualidad oscila entre el 17 y el 20%. El coste de los paneles solares se ha abaratado mucho en los últimos años y en este momento se comercializan paneles solares de uso doméstico de 40 Wp hasta 130 Wp. Así, por ejemplo, una placa solar que proporciona energía para cinco bombillas, un frigorífico y un televisor, no supera las 300.000 pesetas. Y un depósito de 300 litros que aprovecha la energía solar para calentar agua para seis personas, puede costar alrededor de 400.000 más.

Las ventajas de los paneles de energía solar fotovoltaica son claras: instalación simple, poco mantenimiento, larga duración, hasta 40 años, modularidad y seguridad, ya que no son inflamables ni atraen al rayo. Y por supuesto reúnen todas las ventajas de la producción de energía con métodos alternativos: ausencia de emisiones contaminantes, ahorro e independencia energéticas.


Componentes de una planta fotovoltaica

Se distinguen dos tipos de instalaciones: los sistemas aislados o autónomos y los sistemas conectados a la red. En el primer caso, la instalación comprende los paneles solares que son los encargados de transformar la energía luminosa en corriente eléctrica continua. Para optimizar su rendimiento deben orientarse en dirección sur con una inclinación determinada que depende del momento estacional. El siguiente elemento es la batería o acumulador para almacenar la energía y poder proporcionarla en los momentos de baja insolación, ya que la intensidad solar varia a lo largo del día y del año mientras que las necesidades energéticas no lo hacen. Las instalaciones fotovoltaicas utilizan normalmente baterías estacionarias con largos periodos de descarga.

Otro componente es el regulador de carga, para acondicionamiento de la energía producida por el panel, cuya función es la de proteger los acumuladores contra la sobrecarga y sobredescarga. En caso de sobrecarga, coloca las placas en cortocircuito y corta la corriente hacia los acumuladores; en caso de descarga excesiva corta el suministro cuando la cantidad de energía eléctrica del acumulador se pone por debajo de un nivel de seguridad. En ambos caso avisa con una alarma al consumidor.

Por último, el inversor o convertidor se necesita para transformar la corriente continua en alterna para el uso de todos aquellos equipos que no se pueden alimentar directamente de la batería.

Por su lado, las instalaciones conectadas a la red de distribución eléctrica se caracterizan por no incorporar acumuladores ni reguladores, ya que la energía que se envía a la red no necesita acumularse y para regular se utilizan onduladores de corriente que incluyen controles de fase para adecuar la corriente alterna producida al de la red.

La ventaja de los sistemas conectados a la red reside en que se suprime la pérdida de energía, pudiendo vender el excedente a la compañía eléctrica que se ha contratado, ese excedente es mayor en verano, con el tiempo soleado.

Las aplicaciones de los sistemas fotovoltaicos son muy variadas: electrificación rural, refugios, caravanas, repetidores de montaña, señalización de tráfico, balizas, bombeo de agua, etc. e incluso ya existen placas solares que podrían ser usadas para alimentar eléctricamente los receptores GPS.

El impulso necesario para que se popularice el uso de las energías renovables en general y de la solar en particular no sólo está en manos de los gobiernos y sus políticas energéticas, sino en el apoyo de distintos actores, como la industria, la tecnología y una ciudadanía bien informada sobre las posibilidades de la fuente energética que desempeñará en esta mitad de siglo un papel determinante en el futuro de toda la humanidad.

Autor: Elvira Fernández | 2001