Clima
Energía fotovoltaica



Paneles solares Energía solar:
España tiene un clima especialmente indicado para la energía solar fotovoltaica, es decir que transforma la radiación solar en energía eléctrica mediante paneles. El balance de energía invertida/energía recuperada es especialmente positiva ya que se recupera la energía que se ha necesitado en hacer la planta en 3 o 4 años, mientras la vida productiva de la misma es de 30 a 40 años. Es una fuente energética muy apropiada para la producción descentralizada y de redes inteligentes. Tiene la desventaja de que para producir mucha energía se debe ocupar unas superficies relativamente grandes. Sin embargo, es una fuente especialmente adecuada para su instalación en los techos o estructuras de edificaciones, cumpliendo así una doble función. Si España colocara paneles solares en toda su superficie construida tendría cubiertas el 100% de sus necesidades energéticas. Equivaldría al 2,5 ó 3% de la superficie total.

La situación actual de la fotovoltaica en España:
El Gobierno estatal está a punto de firmar un nuevo decreto para regular las instalaciones solares fotovoltaicas, fijar el precio de compra de la energía inyectada a la red y establece el objetivo y el tope de energía a ser conectada a la red hasta el año 2010. En estos momentos hay conectados a la red unos 125 Megavatios y están a punto de conectar otros 125/150 MW. Por lo tanto, solo quedan 125 MW más por instalar para llegar al tope establecido por el gobierno para el 2010! Esto significa que con solo 12 grandes instalaciones solares más se cubrirá el objetivo y el tope para el año 2010! Este decreto corre el riesgo de haberse nacido muerto. Unos meses después de su publicación ya habrá cubierto la potencia máxima proyectada para ser conectada a la red. Además hay otro problema. Al contrario que otros países en España no se prima más a la instalación solar en los tejados de edificios que los huertos solares. Tampoco fija grandes diferencias en la renumeración de la energía inyectada a la red entre las pequeñas, medianas o grandes instalaciones solares. Con la legislación española el 95% de la fotovoltaica estará instalada en el suelo. En Alemania, por ejemplo, donde hay una legislación que favorece los paneles en edificios más del 90% de la potencia solar está instalada en cubiertas y más de 250 mil personas poseen placas solares fotovoltaicas. Los problemas son los siguientes: - hay poca potencia solar en los objetivos del Gobierno. - no favorece el tramo de producción de menos de 100 kw de potencia, que suele ser en tejados. - fomenta la centralización de la producción de energía lejos del consumo dañando la eficiencia, concentrando en un punto la seguridad energética y impidiendo redes inteligentes. - prima la ocupación del territorio con posibles problemas ambientales y afectaciones por las líneas de evacuación. - favorece la tecnología más primaria y ignora las enormes ventajas técnicas y sociales de la integración estructural, con la creación de una tejido empresarial denso y descentralizado. - no fomenta el autoconsumo ni la conciencia energética de centenares de miles de productores de electricidad.

La Legislación que hace falta:
- Modular el apoyo público a la cercanía del consumo, el uso más correcto posible del territorio, la seguridad energética y la creación de un tejido económico descentralizado. - Favorecer a la instalación e integración en estructuras construidas. - Aumentar el tope de potencia para conectar a la red. - Posibilitar el autoconsumo y no obligar la venta total a la red para reducir el transporte, aumentar la eficiencia y ahorrar inversión. - Eliminar los subsidios y otras ayudas a las energías sucias, internalizando sus costes ambientales, lo que encarecería a la energía convencional y haría innecesario la ayuda pública a la energía solar dentro de un periodo de 6 a 10 años. - Hacer redes complejas de distintas escalas para favorecer la solución de problema intrínsico de la energía solar que es su discontinuidad con distintos niveles de almacenamiento. El pequeño es hermoso, aunque lo grande no es siempre feo Con esta crítica no quisiera dar la impresión de estar en contra de los grandes parques o huertos solares. Ante el cambio climático nos hace falta todo tipo de instalaciones solares, incluso las grandes y las muy grandes. Solo quiero pedir que no orientemos todo nuestro futuro solar según los parámetros anacrónicos del modelo actual centralizado, insensible al paisaje y socialmente concentrado e injusto. (David Hammerstein, eurodiputado de Los Verdes)

Paneles solares Rentabilidad:
Conectadas a la red eléctrica, venden su producción a las compañías eléctricas. Estos proyectos y sus ingresos están garantizado por el decreto ley 436/2004 que obliga a las compañías eléctricas a comprar toda la energía producida por dichas instalaciones a un precio prefijado, lo que provoca que la inversión se amortice rápidamente pasando a obtener importantes beneficios en corto espacio de tiempo. Un huerto permite a diferentes personas tener en una misma área o parcela de terreno sus propias instalaciones de energía solar fotovoltaica compartiendo el terreno, infraestructura, mantenimiento, etc pudiendo reducir costes de instalación, vigilancia etc. Existen diferentes empresas que comercializan este tipo de inversiones, y está principalmente destinadas a quien no posee un terreno en el que realizar una instalación para explotar la energía del sol. Cada inversor posee un contador individual de producción eléctrica, la cual suele ser visible en tiempo real desde Internet para poder contabilizar sus ganancias. Se suelen instalar en puntos de muy alta radiación solar y con gran cantidad de horas de sol, por lo que su producción siempre será de las mas elevadas y rentables. La compra de la producción está asegurada por ley. Una persona física está autorizada a poseer instalaciones de 5 KW. Esto supone un coste total de unos 42.000 eur. Las empresas gestoras, suelen facilitar financiaciones, que son pagadas por los ingresos generados por la instalación. Se suele empezar con una inversión inicial de en torno a los 8000 euros, 20% del coste de la instalación. La instalación generará durante su vida útil unos 124.100 (3100 eur/año).

La energía solar en la década de 1990:
La U.E. tenía instalados 3 millones de metros cuadrados de captadores (la mitad de ellos en Grecia). En el período 1985-1995, la eficacia de los captadores solares comerciales se incrementó en un 30%, y su principal aplicación (producción de agua caliente para instalaciones colectivas) presenta un alto nivel de rentabilidad. Otra área importante en este ámbito está constituida por el aprovechamiento pasivo de los edificios como captadores energéticos. Países como Japón o Alemania estimulan con ventajas económicas el uso de la energía solar. En Alemania las compañías eléctricas pagan hasta 170 ptas/kW a los usuarios por el vertido de sus sobrantes a la red, frente a las 12 ptas recibidas en España. Ello explica que apenas el 10% de la electricidad producida a partir del sol se conecte a la red general. En 1994 entró en funcionamiento la mayor central solar fotovoltaica de Europa en La Puebla de Montalbán (Toledo),, con una potencia muy modesta (1MW). También es la primera que se conecta a la red eléctrica nacional con fines comerciales. La duración de las células de esta generación se calcula en 20 años y tiene muy bajo coste de mantenimiento. En términos monetarios sigue resultando cara. El precio del kilovatio es 10 veces superior al del obtenido mediante las energías convencionales. España contaba con 5,4 MW de potencia instalada en energía solar y en 1995 sumaba unos 300.000 km cuadrados de superficie instalada de paneles fototérmicos (principalmente en Andalucía, Baleares, Canarias y Cataluña). En 1997 la energía solar era 8 veces más barata y 10 veces más eficiente que 20 años atrás. Resultaba competitiva para consumos de viviendas e infraestructuras que tengan la línea electrica más cercana a más de 2 km de distancia.

Polímeros fotosensibles:
Hertz descubrió el efecto fotoeléctrico (1887), que más tarde fue correctamente interpretado por Einstein (1905). Su desarrollo ha posibilitado la obtención de células solares que pueden “imprimirse” sobre soportes plásticos. La capa impresa está constituida por polímeros fotosensibles altamente eficaces en la conversión de energía solar en energía eléctrica. En 1992, Alan J.Heeger (Univ.Santa Barbara), descubrió la transferencia electrónica foto-inducida ultrarrápida desde polímeros conductores a aceptores de tipo fullereno. La conductividad de los polímeros orgánicos está limitada por la anisotropía de la conducción a lo largo de la cadena, y para conseguir conductividades altas es necesario que un electrón o un solitón “salte” a una cadena adyacente. Este descubrimiento, su tratamiento teórico y su desarrollo posterior han dado lugar a la producción de fotodetectores y células solares de materiales polímeros.

Posibilidades del territorio español:
En la latitud de Madrid se obtiene 0,8 Kw por metro cuadrado a las 12.00 horas, y algo menos en las tres horas anteriores y posteriores al mediodía. Las celdas fotovoltaicas tienen un rendimiento energético de un 20% las comerciales, y de cerca de un 40% las que se están investigando. Se puede extraer alrededor de 0,16 Kwh por metro cuadrado cada hora, durante seis horas al día, y un poco más en el resto de las horas de luz. Agrupando diversas latitudes y estados de nubosidad puede tomarse el valor de 1 kwh/m2 día. El consumo de energía eléctrica en España es de unos 90.000 millones de kwh al año, 1.930 kwh por persona y año, o 5,30 kwh por persona y día. Con 5,3 m2 de paneles solares por persona proporciona la electricidad que consume a lo largo del año. Esto costaría unos 1.000 euros la placa, mas montaje y sistemas eléctricos, unos 1.600 euros por persona.

Tesla:
Tesla Energy es un conjunto de baterías para hogares, negocios y servicios públicos que fomentan un ecosistema de energía limpia. Powerwall Home Battery tiene dos modelos, uno que ofrece 10 kWh y que permite guardar energía y otro de 7 kWh para el uso diario. Según Elon Musk (CEO), el objetivo es transformar totalmente la infraestructura energética mundial para que sea totalmente sostenible y sin producir emisiones de carbono. Tesla powerwall es una batería de ion de litio. Puede proporcionar energía cuando los picos de consumo son más altos, de manera que supondrían un gran ahorro en la factura. Puede almacenar energía solar durante el día para ser usada por la noche. Su coste es de unos 3.500 USD.


Energía maretérmica:
Los mares constituyen un inmenso sistema natural para la captación y almacenaje de la energía solar. La radiación solar es absorbida en las capas superficiales de los mares, cuya temperatura se eleva en relación a la de las aguas profundas. Aparece una diferencia temperatura, un gradiente térmico, entre la superficie y las zonas profundas, y es posible explotar este fenómeno para poner en funcionamiento una máquina termodinámica y producir trabajo o electricidad. La franja intertropical es donde las diferencias de temperaturas alcanzan de los 20 a los 30ºC a lo largo de todo el año. El rendimiento real no sobrepasa el 1 ó 2%. La explotatación de este sistema fue expuesta en 1981 por Jacques d'Arsoval, si bien fue George Claude quien inició las primeras realizaciones a partir de 1926. En 1930 G.Claude hizo funcionar una pequeña central maretérmica en la bahía de Matanzas, en Cuba. Era una central que funcionaba según el ciclo Rankine, utilizando el vapor de agua como fluido termodinámico. A partir de mediados de los años sesenta la mayoría de los estudios se hicieron en EE.UU. Los fluidos estudiados son el amoníaco y el propano en un sistema parecido a las bombas de calor o refrigeradores, fluidos condensados a baja temperatura y presión normal. Las centrales estudiadas tienen fuerzas del orden de los 100 MW a 1000 MW, y constan de un tubo vertical de unos 100 m.

Las renovables constituyen casi la mitad de la nueva capacidad de generación instalada en 2014, y suponen ya la segunda fuente mundial de electricidad (después del carbón). Pero las necesidades globales de energía siguen creciendo. La OCDE prevé que el uso de energía en el mundo crezca en un tercio hasta 2040, liderado principalmente por India, China, África, Oriente Medio y Sureste Asiático. Los países de fuera de la OCDE aportan todo el incremento en uso de energía, mientras el consumo en los países de la OCDE sigue reduciéndose desde su pico en 2007, debido a las tendencias demográficas y económicas, sumadas al aumento en la eficiencia.

India y China:
El informe de la AIE de 2015 anuncia el final de la historia del mayor crecimiento individual de demanda de energía de los últimos tiempos. La transición de China hacia un modelo de crecimiento menos intensivo en energía tiene importantes implicaciones en las tendencias globales. China sigue siendo con diferencia el mayor productor y consumidor de carbón del mundo; despliega más capacidad de generación de energía renovable que ningún otro país, y para la década de los 2030 superará a EE UU como el principal consumidor de petróleo. Pero los cambios en su economía, que pasan por la expansión del sector de servicios más que el de la industria pesada, implican que se necesita un 85% menos de energía para generar cada unidad de crecimiento económico futuro. La eficiencia también está mejorando en el país asiático: la mitad del uso de energía en China está hoy sometido a estándares de eficiencia, frente a un mero 3% en 2005. India pasa a ocupar el lugar de China en el centro del tablero energético mundial. Constituye la principal aportación (cerca de un 25%) al crecimiento de la demanda global de energía. India tiene un sexto de la población mundial y es la tercera economía del mundo. Pero hoy solo supone el 6% del uso de energía global, y el 20% de la población india no tiene acceso a electricidad. El país entra en un periodo sostenido de rápido crecimiento en el consumo energético por varios factores: los planes para acelerar la modernización y la capacidad productiva, el crecimiento de la población y los salarios y la previsión de que 315 millones de personas migren del campo a la ciudad para 2040. A nivel global, el informe advierte de que el objetivo de alcanzar el acceso universal a la energía para 2030 aún está lejos. A pesar de los esfuerzos realizados, hay 1.200 millones de personas, un 17% de la población mundial, que siguen sin acceso a la electricidad. Se espera que para 2030 se reduzcan a 800 millones.

Pacífico 2015:
Las islas del Pacífico, comprometidas con la lucha contra el cambio climático, desarrollan programas para evitar emisiones. Fiyi, las Islas Salomón y Vanuatu se destacan por sus recursos geotermales, hídricos y de biomasa. Tokelau, conformado por tres atolones administrados por Nueva Zelanda, se convirtió en 2012 en el primer territorio del mundo en generar toda su electricidad a partir de la energía solar. El archipiélago de Samoa se ha propuesto usar un 100% de energías no fósiles para el 2017. Vanuatu ha fijado el objetivo de producir el 65 % de su energía mediante renovables para 2020. En 2014 la importación de combustibles fósiles representaba al menos un 10 % del PIB de estos Estados insulares. Estas islas, algunas con una elevación máxima de 5 metros, están amenazadas tanto por el aumento del nivel de los océanos como por el aumento de la severidad y las frecuencias de las tormentas y otras perturbaciones meteorológicas.


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