Energía Solar Fotovoltaica

Energía Solar para Generar Electricidad

La energía del sol que llega a nuestro planeta es aproximadamente 15,000 veces más de lo que toda la humanidad usa anualmente (1.5x1018 kWh en 2006). El sol, la fuente de la energía en la tierra, es un reactor nuclear El tremendo dinamismo del sol que produce la energía esencial para nuestra vida se puede visualizar en esta película del Solar Dynamics Observatory de la NASA.

Hay una multitud de posibilidades para aprovechar de esta vasta cantidad de energía. Aparte de adquirir la energía del sol para calentar, convertir la radiación con paneles solares fotovoltaicos directamente en electricidad sin quemar nada es una opción atractiva que nos permite solucionar problemas de la electrificación en forma elegante, protegiendo el medio ambiente.

¡Ganar nuestra electricidad directamente del sol es fascinante!

Breve Historia de la Energía Fotovoltaica

El fenómeno fotoeléctrico fue observado por primera vez en 1839 por el físico francés Alexandre Edmond Becquerel. En 1922 Albert Einstein recibió el Premio Nobel por su trabajo explicando este efecto. Investigaciones en los años siguientes lograron varios descubrimientos y avances. Las primeras patentes fueron otorgadas.

La necesidad de alimentar satélites con energía eléctrica daba un empuje decisivo para el desarrollo de celdas solares fotovoltaicas. En 1954 los laboratorios Bell lograron producir celdas fotovoltaicas en base de silicio convirtiendo hasta un 6% de la energía solar en electricidad. El satélite Vanguard (1958) fue el primero que llevó esta tecnología al espacio.

Le recomendamos ver esta película muy educativa (en inglés) de los archivos de AT&T: 'The Bell Solar Battery' con tomas históricas y muchas explicaciones, válidas hasta hoy: un viaje a través del tiempo (duración: 14 minutos).

En aquel tiempo los paneles solares fueron muy caras y solo para usos especiales. Hoy, los precios son mucho más cómodos y se produce en enormes cantidades cada vez más para alimentar redes comunes de electricidad.

 

Precios y la Paridad de Red

Paises con paridad de redHay regiones donde los precios de electricidad de la red son más elevados que los costos de la energía de sistemas solares fotovoltaicas y así representan una alternativa económicamente viable (vea 'paridad de red' - o 'grid-parity' en inglés). El mapa a la derecha de una publicación sobre paridad de la red (Deutsche Bank, Marzo 2015) muestra los países con costos de la energía solar más bajos que los de la red pública (calculado sobre la vida del sistema: LCOE, costos nivelados de la energía). El Perú esta incluido, aunque la paridad de red es válida solamente para sistemas conectados a la red (un click para ampliar el mapa).

Desarollo de precios de modulos fotovoltaicos sobre el tiempoLos precios de los módulos solares se redujeron en los últimos 20 años con un promedio de 6% anualmente, experimentando altos y bajos. Una gran demanda, inicialmente estimulado por programas estatales, resultó en la creación de una inmensa capacidad de producción, reduciendo los costos por vatio. En el año de 2010, dos empresas anunciaron que los costos de producción ya están debajo de 1.-US$/W (para paneles de capa fina). Una sobre producción al nivel mundial, por gran parte a causa de la reducción de las subvenciones estatales, provocó una guerra de precios. Este fue la causa que varias empresas importantes al nivel mundial tenían que cerrar sus puertas.

A partir de mitades de 2013, después de una consolidación del mercado, los precios de los módulos solares han cambiado poco. Por la introducción de tarifas protectoras entre 18.5 y 34% contra módulos de origen chino (Junio 2014), los precios en los EEUU subieron.

avance mundial de la energía solar 2015Este no paró el avance al nivel global. A finales de 2015 la capacidad fotovoltaica era de 227GW en todo el mundo. De esta, 50GW se añadieron solamente en 2015. La gráfica a la derecha muestra este crecimiento impresionante.

El Perú goza de precios de electricidad bajos comparados con sus países vecinos y con el nivel internacional. Así, reemplazar la energía tradicional con energías renovables es económicamente rentable solamente en zonas donde no llega la red pública y se produce la electricidad con generadores de diesel. Solamente los parques solares grandes pueden venden su energía a la red. Lamentablemente, al nivel individual, la opción de conectarse a la red pública todavía no es regulada en el Perú.

 


Extravagancias de la Energía Solar

Los avances de la energía solar son palpables y se demuestran en varios proyectos, antes imposibles de realizar.

Entre los llamativos logros está el reto de volar alrededor del mundo con el avión Solar Impulse. La primera versión de la nave ya voló por 26 horas sin interrupción en Julio del 2010 exclusivamente empujado por su propia energía solar. En el 2013 cruzó los EEUU de costa a costa.

El 8 de Marzo de 2015, la Solar Impulse 2 inició su vuelta al mundo desde Abu Dhabi. En Abril 2016, después de un cambio de baterías en Hawaii, aterrizó en California, EEUU. Actualmente este en su etapa final desde Egipto a Abu Dhabi para terminar la vuelta completa alrededor del mundo sin ninguna gota de gasolina, exclusivamente impulsado por la energía del sol.

En Mayo 2012, el yate Tûranor PlanetSolar realizó un viaje alrededor del mundo solamente impulsado con energía fotovoltaica. Este barco de 31 metros de largo y de 89 toneladas puede transportar hasta 60 personas.

Carro solar Nuna 4El World Solar Challenge en Australia es otra famosa demostración, donde grupos científicos (universidades) demuestran sus vehículos, cruzando el continente de más de 3.000km exclusivamente con energía del sol. Los más rápidos pueden superar 140km/h sin ningún rastro de CO2!

Tûranor PlanetSolar, el yate solar que viajó alrededor de mundoAunque falta mucho para usar estas tecnologías en forma más amplia, cada vez más se logra una mejor confiabilidad con importantes lecciones aprendidas en el manejo eficiente de la energía solar.

Comparado con esta alta tecnología, la electrificación rural es sumamente fácil y su aplicación muy simple. Lo podemos hacer!

 


Energía Fotovoltaica en el Perú

En el Perú, con su alta radiación solar, se usa esta forma de energía en la telecomunicación y cada vez más en la industria por ejemplo en la agricultura para el bombeo de agua, en minas y otros sectores.

Electrificación en zonas aisladas

De importancia es el uso para la electrificación rural. Con una parte importante de la población rural todavía sin conexión a la red, la energía solar fotovoltaica es, en vista de una escasa densidad de población, las vastas distancias y otros retos, frecuentemente la forma más económica para brindad electricidad a casas, oficinas, escuelas, centros de salud y otros establecimientos. Desde los años 80 (más de 25 años) existen proyectos de energía solar y el gobierno cada vez más promueve esta forma de energía para la población rural aislada. Actualmente un proyecto del gobierno para electrificar hasta 500,000 hogares con energía solar está en proceso.

El escaso poder adquisitivo de la población rural es un problema fundamental que no permite a muchos comprar estos sistemas inicialmente costosos. Para cambiar esta situación, existen varios propuestos, desde usar picosistemas de muy bajo consumo y económicamente accesibles hasta facilitar créditos de condiciones favorables para la población rural. El insuficiente conocimiento y la poca familiaridad con sistemas solares representan otras barreras para aceptar ampliamente esta tecnología. Existe la necesidad, pero todavía no resulta en una demanda extendida por gran parte de la población.

Promedio de la Radiación Solar Peruana en el AgostoAtlas Solar del Perú

Perú, consciente de su situación privilegiado por la cantidad de la radiación solar, elaboró, como parte de su programa de electrificación rural, el Atlas Solar que comprueba las condiciones excelentes para aprovechar de la energía solar.

En la página del Ministerio de Energía y Minas (MEM) se encuentra la versión interactiva del Atlas Solar del Peru, publicado en 2003 como parte de los programas para reforzar la electrificación rural con sistemas fotovoltaicos. Aquí mostramos como ejemplo el mapas con la situación para Agosto (invierno). El promedio anual de la irradiancia (la radiación solar que llega a la tierra) varía desde 4.5 en la Amazonía hasta 6.5kWh/día en el sur. En la zona del altiplano es más de 5.5kWh/día!

Estos valores son excelentes y altamente favorecen instalaciones en todo el país. Para poner estos datos en relación: por ejemplo en Alemania, donde la mayoría de los sistemas fotovoltaicos al nivel mundial están instalados, el promedio anual de la radiación llega solamente a 3.01kWh/día.

Aquí se puede descargar mapas adicionales con la radiación solar por departamento o con la radiación solar por mes. Fuente: Dirección General de Electrificación Rural (DGER-MEM) del Ministerio de Energía y Minas (MEM).

 



Un camelo llevando un módulo solar por el desiertoPara terminar la página y para una sonrisa con satisfacción: el 'Power Camelo' - energía fotovoltaica donde quieres.

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