Candidatos a sustituir al petróleo.
- Biodiesel:
- Ventajas: No emite azufre, es rápidamente biodegradable y se puede usar sin adaptar el motor, por lo que es muy fácil de adaptar a nuestras costumbres. Además ayuda en la lubricación del mismo.
- Inconvenientes: La mezcla gasóleo-aceites vegetales es menos estable y se congela antes, por lo que en países con bajas temperaturas es difícil de adoptar.
- Etanol:
- Ventajas: Aumenta el rendimiento del combustible y mejora las prestaciones del motor. Emite menos monóxido de carbono.
- Inconvenientes: Es más gaseoso y venenoso, y en altas concentraciones exige adaptar el motor.
- Biogás:
- Ventajas: Cuando se obtiene de desechos permite aprovechar un residuo
- Inconvenientes: Produce menos energía por unidad de volumen y plantea dificultades de almacenamiento y distribución
- Hidrógeno:
- Ventajas: Produce más energía por unidad de volumen y sólo emite vapor de agua
- Inconvenientes: Su producción masiva con energías renovables, aún no es viable
- Híbridos:
- Ventajas: Ya están disponibles. Ahorran gasolina al generar su propia electricidad
- Inconvenientes: Las baterías encarecen el producto. No prescinden totalmente de la gasolina.
- Energia solar, es limpia y esta al alcance, pero a los dueños de este mundo no les conviene hablar de ello.
1.1. ¿Qué aparatos se necesitan para disponer de electricidad solar fotovoltaica? ¿Cómo se conecta el sistema fotovoltaico a la red?
1.
En primer lugar, para generar electricidad solar fotovoltaica se necesita un generador fotovoltaico, es decir un conjunto de módulos conectados entre ellos junto con el cableado, y los soportes de la instalación.
2. En segundo lugar, para transformar la electricidad producida por un generador solar fotovoltaico en electricidad con las mismas características que la de la red convencional, corriente alterna a 220 voltios y frecuencia de 50 hz, se necesita un inversor. Hay varios tipos de inversores, pero se considera recomendable escogerlo en función del tamaño de la instalación que se ha realizado o se pretende realizar. El inversor se instala entre el generador fotovoltaico y el punto de conexión a la red.
En el mercado también se encuentran inversores incorporados a los módulos fotovoltaicos, formando un único sistema compacto que se puede conectar directamente a las cargas, es decir, conectándolos a cualquier enchufe inyectan corriente en él. Hoy por hoy pueden no resultar todavía recomendables toda vez que es necesario garantizar la calidad de la corriente alterna producida para conectarla a la red general y por los posibles inconvenientes que te pueden plantear en los trámites legales y administrativos para conseguir facturar la energía limpia vertida a la red eléctrica.
La prima que se reciba vendrá determinada por el valor del inversor y no por la potencia instalada en paneles solares fotovoltaicos.
Una vez la electricidad solar ha sido transformada por el inversor,
TODA LA ENERGÍA PRODUCIDA SE INYECTA A LA RED, CON LAS VENTAJAS ECONÓMICAS Y MEDIOAMBIENTALES QUE ESTO SUPONE.
El generador fotovoltaico necesita dos contadores ubicados entre el inversor y la red; uno para cuantificar la energía que se genera e inyecta en la Red para su posterior remuneración, y el otro para cuantificar también el pequeño consumo (Ø 2kW) del inversor fotovoltaico en ausencia de radiación solar así como garantía para la compañía eléctrica de posibles consumos que el titular de la instalación pudiera hacer. El suministro de electricidad al edificio se realizaría desde la red, con su propio contador, siendo una instalación totalmente independiente y en paralelo con la instalación fotovoltaica.
1.2. ¿Qué pasa si se genera más electricidad de la que se consume, o se consume más de la que se genera?
Si el sistema fotovoltaico está instalado tal como requieren las normativas vigentes en cuanto a conexión a red, es decir en paralelo al contador de consumo eléctrico del edificio, toda la electricidad producida por el sistema fotovoltaico se vende a la red, mientras que se sigue consumiendo electricidad de la red con normalidad, como antes.
Hay que tener en cuenta que los sistemas fotovoltaicos conectados a la red no requieren ningún sistema de acumulación de energía (baterías), a diferencia de los sistemas aislados, con lo cual son más baratos, y fiables, puesto que toda la energía producida se inyecta en la Red se evita que se pierda la energía generada cuando los acumuladores estén completamente llenos, y principalmente, nos ahorramos su mantenimiento, además de evitar los problemas derivados del uso de baterías conservación, descargas limitadas, eliminación posterior...
Con un sistema conectado a red, el usuario no percibe ningún cambio en el servicio eléctrico que recibe, manteniendo las mismas ventajas (seguridad de suministro) e inconvenientes (riesgo de eventuales cortes de luz), pero sabiendo que cada kW que produzca el generador fotovoltaica es uno menos que generaran las centrales contaminantes.
1.3. ¿Cuánta electricidad produciría? ¿Puedo ser autosuficiente?
La electricidad generada por el sistema fotovoltaico depende fundamentalmente del tipo y cantidad de módulos instalados, de su orientación e inclinación, y de la radiación solar que les llegue, así como de la bondad técnica de la instalación. La potencia nominal (en vatios pico o kilovatios pico) de los módulos nos indica la energía que producirían al mediodía de un día soleado, más o menos. En esas condiciones, un módulo de 160Wp de potencia nominal produciría 160 Wh (vatios-hora) de energía si durante una hora recibe esa radiación máxima; el resto del día, en que la radiación es menor, la potencia real (y por tanto la energía producida) será menor.
Hay que tener en cuenta que la generación de electricidad solar se produce durante el día, que coincide con las horas punta de consumo en muchos edificios, y que se obtiene en el propio lugar de consumo, disminuyendo las pérdidas en concepto de transporte y distribución de energía.
A menudo se plantea acercarse a la autosuficiencia, y lo primero es recordar que el Real Decreto 1663/2000 establece los requisitos administrativos y técnicos en los que un sistema solar fotovoltaico se puede conectar a la red de baja tensión. Toda la energía producida se vierte a la red eléctrica independientemente del consumo que se tenga, ya que este consumo se realiza a través de la conexión convencional que se tuviera antes de la instalación de los paneles. De esta manera es más favorable desde el punto de vista económico y medioambiental.
Un caso distinto son los sistemas aislados (donde la autosuficiencia es una necesidad). Se considera que para producir el equivalente al consumo de energía doméstico de una familia se suele requerir una potencia fotovoltaica instalada de entre menos de 1 kWp y 3 ó 4 kWp, en función del uso de la energía que se haga (hábitos de consumo más o menos despilfarradores) y de la eficiencia energética de los aparatos eléctricos utilizados: iluminación, electrodomésticos, etc.
1.4. ¿Dónde y cómo deberían situarse los módulos fotovoltaicos?
Los módulos fotovoltaicos se pueden instalar en terrazas, tejados y patios; pero también en las fachadas: en las ventanas, en los balcones, en las paredes y en las cornisas. Un aspecto fundamental en la localización de los módulos es asegurar que no existen obstáculos que les puedan dar sombra, al menos durante las horas centrales del día (vegetación, nieve, otros edificios, elementos constructivos, otros módulos, etc.)
En nuestras latitudes, la orientación óptima de los módulos fotovoltaicos es hacia el sur. Sin embargo lo que se deja de generar por estar orientados hacia el sureste o suroeste representa sólo un 0,2% por cada grado de desviación respecto al sur (en un entorno de ±25º respecto al sur). Del mismo modo, la inclinación óptima de los módulos fotovoltaicos depende de la latitud del lugar donde se van a instalar (lo que implica una inclinación entre 5º y 10º menos que la latitud; por ejemplo resultarían unos 35º en el centro de la península) y de la época del año en la que se quiere maximizar la producción (lo normal es colocarlos para que capten el máximo de irradiación anual); aunque lo que se deja de generar por estar inclinados por encima o por debajo de este óptimo representa sólo un 0,08% por cada grado de desviación respecto a la inclinación óptima.
En cualquier caso, es recomendable una inclinación superior a los 15º, para permitir que el agua de la lluvia se escurra; y donde nieva con cierta frecuencia es recomendable una inclinación a partir de los 45º, para favorecer el deslizamiento de la nieve. En definitiva, asumiendo "pérdidas" (lo que se deja de generar) de hasta un 5-10% se tiene un gran abanico de posibilidades de orientación e inclinación, y se facilita la instalación de generadores fotovoltaicos en diferentes circunstancias.
Pero siempre hay que procurar acercarse lo más posible a las condiciones óptimas de instalación: orientación sur e inclinación entre 5º y 10º menos que la latitud.
1.5. ¿Puede instalarse en cualquier tipo de edificio? ¿Y en comunidades de vecinos?
Aunque los módulos fotovoltaicos pueden instalarse perfectamente en la mayoría de los edificios existentes, la mejor y más fácil integración arquitectónica se logra si se incluyen en el proyecto de un edificio de nueva construcción, circunstancia que debe exigirse al arquitecto diseñador de la casa, si estamos interesados en ello
En general, se habla de tejados fotovoltaicos aunque a menudo el generador fotovoltaico también se puede encontrar en un patio, en una terraza, o en una fachada. En cualquiera de los casos, la integración de generadores fotovoltaicos en edificios facilita y abarata su instalación, puede mejorar el aislamiento del edificio y ahorra costes de construcción, ya que los módulos sustituyen a algunos elementos constructivos: revestimiento de fachadas y tejados, tejas, ventanas , etc.
De forma más avanzada, las células fotovoltaicas se pueden integrar en los elementos arquitectónicos como módulos multifuncionales, que unen las cualidades de elemento constructivo, estética, generación de electricidad solar, producción de energía térmica y control de la luz diurna.
La integración de módulos fotovoltaicos en la edificación siempre debería tener en cuenta adicionalmente los criterios de la arquitectura bioclimática y atender a las características particulares de cada climatología, de manera que se asegure que la temperatura de los módulos no se incremente sustancialmente, lo que disminuiría su eficacia, así como para evitar que se produzcan acumulaciones de calor en el edificio que pudieran forzar un significativo aumento del consumo de energía para refrigeración.
Si en el edificio existe una comunidad de propietarios, la instalación la puede realizar la propia comunidad (para uso común o de los propietarios individuales) o realizarla alguno de los propietarios para su propio uso,contando con el acuerdo de la comunidad.
1.6. ¿Qué superficie ocuparía la instalación
La superficie que ocupa este tipo de instalación depende de la potencia que se quiera instalar y del tipo de módulos que se utilice, pero en general se considera que se debe contar con que cada kWp de módulos ocupa una superficie de unos 10 m2. Por tanto, es fácil encontrar superficie disponible en la mayoría de los edificios.
1.7. ¿Cuánto pesan los paneles fotovoltaicos?
El peso de los módulos puede variar en función del tipo que se utiliza, pero en general se deben considerar unos 15 kg/m2; en su caso, la estructura de soporte de los módulos podría pesar otros 10 kg/m2. Los efectos del viento podrían suponer en algunos casos una carga adicional.
Incluso en caso de instalarse en tejados y terrazas, el peso de los módulos no suele representar ningún problema, pero siempre es recomendable consultar la normativa vigente de edificación, aunque raramente habría que reforzar las estructuras. En el caso de edificios nuevos o de reformas importantes, el generador fotovoltaico se puede integrar en el edificio, facilitando su instalación, optimizando su rendimiento y abaratando su coste.
1.8. ¿Funcionaría todo el año? ¿Y en cualquier zona geográfica?
Los módulos fotovoltaicos generan electricidad durante todo el año, mientras llegue radiación solar. Normalmente en verano se genera más electricidad debido a la mayor duración del tiempo soleado, aunque la inclinación de los módulos también es importante. En los días nublados también se genera electricidad, aunque el rendimiento energético se reduce proporcionalmente a la reducción de la intensidad de la radiación. Incluso existen células fotovoltaicas diseñadas para funcionar en el interior de edificios (como las que incorporan algunas calculadoras y distintos aparatos), optimizadas para intensidades más bajas.
Los sistemas fotovoltaicos generan electricidad a partir de la intensidad de la radiación solar, no del calor. Por lo tanto, el frío no representa ningún problema para el aprovechamiento fotovoltaico. De hecho, como la mayoría de los dispositivos electrónicos, los generadores fotovoltaicos funcionan más eficientemente a más bajas temperaturas (dentro de unos límites).
En toda la geografía española se dan condiciones suficientes para la generación de electricidad fotovoltaica, aunque las zonas más soleadas son más favorables aún. Es paradójico que en países menos soleados que el nuestro, como Alemania, Austria, Holanda, Suiza... no se plantean la duda de si tendrán sol suficiente, y los tejados fotovoltaicos están mucho más extendidos que aquí, como demuestra el éxito del programa "100.000 tejados solares" de Alemania, un programa que comenzó en 1999 y que se completó en junio de 2003, antes de la finalización del plazo, instalando 300MW.
1.9.- ¿Cuál es el mantenimiento de este tipo de instalación?
El mantenimiento de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red es mínimo, y de carácter preventivo; no tiene partes móviles sometidas a desgaste, ni requiere cambio de piezas ni lubricación. Entre otras cuestiones, se considera recomendable realizar revisiones periódicas de las instalaciones, para asegurar que todos los componentes funcionan correctamente. Dos aspectos a tener en cuenta son, por un lado, asegurar que ningún obstáculo haga sombra sobre los módulos; y por el otro, mantener limpios los módulos fotovoltaicos, concretamente las caras expuestas al sol. Normalmente la lluvia ya se encarga de hacerlo, pero es importante asegurarlo. Las "pérdidas" (lo que se deja de generar) producidas por la suciedad pueden llegar a ser de un 5%, y se pueden evitar con una limpieza con agua (sin agentes abrasivos ni instrumentos metálicos) después de muchos días sin llover, después de una lluvia de fango o de una nevada. (es recomendable a la hora de limpiar los paneles, sobre todo en verano, que se haga fuera de las horas centrales del día, para evitar cambios bruscos de temperatura entre el agua y el panel). Es difícil pensar en una fuente de energía con un mantenimiento tan sencillo.
Hay un aspecto sobre el que conviene alertar: la proximidad de chimeneas y, por tanto, la posible deposición de hollín sobre los paneles, que naturalmente disminuye el rendimiento.
1.10. ¿Qué tipo de reparaciones puede necesitar?
La experiencia demuestra que los sistemas fotovoltaicos conectados a la red tienen muy pocas posibilidades de avería, especialmente si la instalación se ha realizado correctamente y si se realiza un mantenimiento preventivo. Básicamente las posibles reparaciones que puedan ser necesarias son las mismas que cualquier aparato o sistema eléctrico, y que están al alcance de cualquier electricista. En muchos casos se pueden prevenir las averías, mediante la instalación de elementos de protección como los interruptores magnetotérmicos.
1.11. ¿Qué problemas de seguridad puede suponer este tipo de instalación?
En los sistemas fotovoltaicos conectados a la red resulta de aplicación el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. Como en cualquier otro tipo de instalación eléctrica de baja tensión, existe la posibilidad de descarga eléctrica y/o cortocircuito. Aunque el riesgo es muy bajo, para evitarlo existen los dispositivos de protección que se montan en las instalaciones normales: magnetotérmicos, diferenciales, derivaciones a tierra, aislantes, etc
Los tejados fotovoltaicos no deben suponer un riesgo añadido, ni para las personas ocupantes del edificio, ni para la red eléctrica, ni para los equipos.
Para conseguirlo, hay que tener en cuenta algunas medidas a adoptar, entre las que conviene destacar la importancia de la conexión a tierra de todos los elementos metálicos, como medida importante para la seguridad de las personas y porque muchas de las instalaciones existentes en la actualidad descuidan este aspecto.
Asimismo, es importante proteger los equipos con las medidas adecuadas.
Por otro lado los generadores fotovoltaicos conectados a la red no conllevan la exigencia de instalar pararrayos, aunque como en cualquier otra instalación eléctrica ésta puede dañarse por la acción de los rayos. En este sentido, la instalación de conductores a tierra en los elementos externos puede contribuir a paliar el efecto electrostático de los rayos.
1.12. ¿Cuánto duraría este tipo de instalación?
Nadie lo sabe con certeza. Las instalaciones más antiguas, de los años 60-70, aún están operativas.
Una de las instalaciones más antiguas de Cataluña es la de Els Metges, Cassà de la Selva, en Girona. Se instaló en 1974 y aún continúa produciendo energía. Son paneles de 33 Wp y que costaron aproximadamente unas 11,3 €/Wp (1.880 ptas./Wp).
Normalmente se considera que la vida de los módulos fotovoltaicos es de unos 25-30 años; de hecho, a menudo se encuentran en el mercado módulos con garantías de 10, 15 y 20 años. Sin embargo, la experiencia demuestra que en realidad estos componentes nunca (hasta ahora) dejan de generar electricidad, aunque con la edad las células fotovoltaicas reducen algo (muy poco) su rendimiento energético. Recuérdese que en general se trata de equipos fabricados para resistir todas las inclemencias del tiempo y que las células están hechas de silicio que es como una piedra.
1.13 ¿Se pueden cambiar las condiciones iniciales?
Desde el punto de vista técnico, la sencillez de diseño y el carácter modular de las instalaciones fotovoltaicas son buenos indicadores de versatilidad. Es posible aumentar la potencia de un sistema doméstico simplemente acoplando más paneles sin necesidad de sobredimensionar los componentes iniciales. y hasta puede mudarse de vivienda ya que es fácil de transportar y reinstalar. Ahora bien, para vender electricidad será preciso suscribir un nuevo contrato y reiniciar en proceso de conexión a red
1.14. ¿Existen ya instalaciones de este tipo?
Existen muchas instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red, dentro y fuera de España. En España existen desde 1993 y contamos con grandes centrales como pueda ser la central solar fotovoltaica de Toledo de 1 MW o a la central solar de EHN en Tudela (Navarra),la mayor planta solar fotovoltaica de España por potencia instalada con 1,2 MWp e inaugurada en 2003.
Además de estas grandes instalaciones, se contabilizan hoy centenares de edificios que cuentan con sistemas fotovoltaicos en operación conectados a la red sumando en total una potencia instalada de algo más de 5,3 MW a finales de 2001 que sumada a la potencia solar funcionando en situación aislada (sin conexión a red) suman 15,7 MW, cifra muy baja si tenemos como objetivo el Plan de Fomento de las Energías Renovables que plantea 147 MW solares entre conexión a red y aislada. Por ejemplo, Greenpeace instaló y conectó a la red en 1997 un generador fotovoltaico de 1 kWp en el Instituto Antoni Maura, en Palma de Mallorca.
Al ritmo actual de crecimiento, tardaremos 40 años en alcanzar la meta a pesar de que en nuestro territorio se produce el 8% de la célula mundiales .
Otros ejemplos, a nivel internacional, puede ser la Villa Olímpica de los Juegos Olímpicos de Sydney 2000 que representó el mayor desarrollo solar fotovoltaico en el sector doméstico del mundo . Los módulos fotovoltaicos están integrados en los tejados de hasta 665 casas y edificios permanentes de la Villa Solar, y conectados a la red eléctrica, generando 1 millón de kWh/año. El coste de cada casa no fue superior al normal, pero el gasto de los inquilinos es mucho menor. En la Villa Olímpica también se utilizaron criterios de arquitectura bioclimática, se aprovechó la energía solar térmica para calentar el agua (con apoyo mínimo de gas) y se utilizaron electrodomésticos y lámparas de bajo consumo.
En los últimos años numerosas promociones de viviendas, y hasta barrios enteros, se están dotando de tejados solares en países como Alemania, Holanda, Japón... Sólo en Alemania, tras la nueva ley de apoyo, se pidieron 70 MW nuevos (unos 70.000 tejados) hasta fin de abril 2000 y se acaba de terminar en junio de 2003, antes del plazo previsto, el programa "100.000 tejados solares", un programa comenzado en 1999 y que ha logrado la instalación de 300MW.
