¿Son eficientes las grandes centrales solares?

por Mario 16 febrero, 2012, 4:39 pm 22 Comments

En la actualidad, un gran número de “enormes” plantas generadoras de electricidad, capaces de entregar muchos MW (Mega – Watts) (o Mega – Vatios) de energía solar fotovoltaica se encuentran funcionando alrededor del mundo, o están en pleno proceso de diseño, desarrollo y/o construcción. Por varias razones válidas, que analizaremos en este artículo, muchos expertos están convencidos de que la instalación de estas grandes plantas centralizadas, que utilizan la energía solar, son una inversión innecesaria y un despilfarro de dinero, además de ser un emprendimiento tecnológicamente inadecuado. Es complicado asumir una afirmación de tamaña naturaleza, pero leamos lo que expresa el artículo y opinemos al respecto, si estamos de acuerdo o no.

La energía solar es prácticamente omnipresente en todo el mundo y de ella podemos obtener sus beneficios en el lugar que se nos ocurra, es decir, podemos estar en cualquier lugar (a cielo abierto, por supuesto) y tener una fuente de poder al alcance de nuestra mano, a pesar de estar en pleno desierto o mar. Sin embargo, en el caso de la plantas de energías convencionales, del tipo hidroeléctricas o termoeléctricas por ejemplo, se deben desarrollar y montar en ámbitos cercanos o adyacentes a la fuente de energía que, para el ejemplo dado sería un río, lago o afluente de cualquier tipo. Esto hace que sea necesario transportar la electricidad generada en ese lugar, a un determinado costo (muchas veces elevado) hacia los lugares donde se requiera. Por el contrario, con la energía solar, tenemos una solución potencial para generar energía en el mismo lugar en que se necesite y se quiera utilizar, esto es, desde la cima de las montañas hasta en el medio del mar.

La energía solar es, por lo tanto, ideal para la generación de de electricidad distribuida y localizada, con el consiguiente ahorro en el transporte de energía, sumado a las pérdidas que siempre existen en las líneas eléctricas y con la permanente manipulación de tensiones peligrosamente altas. Todos elementos des-favorables que están presentes en el sistema tradicional.

Podemos decir entonces, que la energía fotovoltaica tiene la ventaja de ser verdaderamente modular ya que puede alcanzar eficiencias de costes con instalaciones que vayan desde sólo unos pocos KW a 20 MW o incluso 200 MW. El costo en “insumos” por Watt (o Vatio) de la energía solar es el mismo para una planta de 10 KW que para una de 150MW. De hecho, el costo de la tierra y otros gastos indirectos hacen cada vez más caras a las grandes plantas. De este modo y con este razonamiento, no hay “ventajas de escala” válidas para “necesitar” ir hacia plantas solares fotovoltaicas cada día más grandes. En realidad, todas las plantas de varios MW son básicamente grupos de varias plantas de 500KW, debido a que la capacidad de de losinversores utilizados en energía solar (dispositivos que convierten la corriente continua en corriente alterna lista para ser transportada) se limitan a potencias de alrededor de 500 KW y no más.

¿Son eficientes las grandes centrales solares?

Entonces, ¿por qué, en lugar de construir una gigantesca planta de 50 MW en el medio de un desierto alejado, no construimos un centenar de plantas de 500kW en lugares más cercanos a diferentes centros urbanos?

Por lógica debemos darnos cuenta de que la conversión a corriente alterna ya provoca un porcentaje de pérdidas desde la cantidad de energía obtenida. A eso debemos sumarle más pérdidas inducidas por los transformadores de potencia encargados de elevar la tensión para su transporte, que también éste agrega pérdidas a todo lo que ya veníamos cayendo. Por último, en la llegada a los centros urbanos, seguimos sumando déficit con estaciones transformadoras que se encargan de adecuar la tensión para ser distribuida en forma domiciliaria. En agudo contraste a esta realidad, nos encontramos con que las pequeñas plantas de energía solar, en la proximidad a sus usuarios, no sufren la tremenda pérdida de energía desde su origen hasta su entrega final. En estos casos, ese alto porcentaje de pérdidas se evita de manera muy sencilla.

Otra limitación importante para la energía solar fotovoltaica es el gran espacio, que debe ser ocupado, para obtener un KW. La tierra siempre se podría utilizar de manera más rentable en lugar de cubrirla con paneles solares. Las grandes plantas solares, a menudo construidas en los desiertos o zonas remotas, crear problemas ambientales, con alteraciones en micro-climas generados y mantenidos durante miles de años por la naturaleza y que pueden sufrir trastornos potencialmente perjudiciales. En el peor de los casos, hasta se pueden generar conflictos con tierras que podrían ser aprovechadas para la agricultura. Finalmente, el último problema se refiere al desconocimiento del usuario medio, con respecto a la forma en que se opera, comporta y distribuye la potencia energética dentro de la red eléctrica. Grandes cantidades de energía están circulando siempre en la red, a niveles de 66 Kilo-Volts (o Voltios), 132 KV o 500KV. La inyección energética que podrían significar 200 MW de potencia, por ejemplo, sería sólo una pequeña fracción de la necesaria para abastecer determinados picos de consumo, durante algunos momentos del día o épocas del año, en las grandes ciudades.

La alimentación de energía solar a nivel local, con una distribución apropiada de múltiples centrales pequeñas, cercanas a los centros de alto consumo, ayudarían de manera inmediata a reducir los inconvenientes de la red y entregar energía limpia y estable, al menos a una parte importante de la población. De la otra forma, toda una gran área regional puede caer dentro del problema.

Promover la generación local de energía solar fotovoltaica es una solución ideal en países extensos, de bajos recursos económicos y densamente poblados como, por ejemplo, la India donde las personas sufren de apagones y variaciones de voltaje en una forma que algunos no comprenderían que existan personas que pueda vivir así. De hecho, este método de, abundantes y pequeñas instalaciones es una alternativa significativa y técnicamente positiva respecto a la utilización de una única planta de energía solar fotovoltaica de gran tamaño. Podría ser una de las formas más eficaces y rentables para solucionar los problemas de energía, como apagones y fluctuaciones de tensión de red en el consumidor final.

Los gobiernos deberían alentar y fomentar la construcción en masa de pequeñas plantas de energía solar, que entreguen potencias cercanas (o menores) a los 500 KW (casi lo que consume una familia occidental promedio durante un mes) mediante la instalación de módulos solares distribuidos en las terrazas, tejados sin usar o espacios verdes deshabitados dentro de un barrio o sector de la ciudad. Este tipo de plantas podrían inyectar su salida trifásica de 380V directamente en los extremos locales de la red, en una subestación de distribución. La inyección de energía solar de alta calidad, aprovechada de esta manera, mejoraría inmediatamente la calidad de la energía local durante el día e inclusive, ayudaría a otros pequeños centros aledaños (de alto consumo) al compartir con ellos excedentes energéticos. La pérdida de energía durante el día, es el problema habitual que enfrentan los agricultores y los consumidores industriales. De hecho, es durante el día en que los transformadores de las subestaciones tienden a fallar debido a sobre-temperaturas. La inyección de energía solar, haría que estos transformadores puedan funcionar con mayor alivio, sin calentar, extendiendo así su vida útil.

La distribución apropiada de pequeñas centrales fotovoltaicas ayudaría además, a mejorar las condiciones de proliferación de nuevas Pequeñas y Medianas Empresas (PYME) con el beneficio adicional de la creación de nuevas oportunidades laborales para los habitantes de la región. Estas pequeñas empresas, favorecidas por una política gubernamental (sin impuestos asfixiantes), podrían asegurar el mantenimiento y el servicio continuo de las plantas gracias a un seguimiento más cercano y personalizado. A todo esto, hay que sumarle el beneficio más importante, que es el de aumento de la productividad de energía, donde la comunidad podría obtener energía limpia y estable durante las horas de trabajo de, al menos 300 días en un año. El 40% de la población de India (ya que citamos ese ejemplo) no tiene suministro eléctrico en absoluto. Imaginemos por un instante el modo en que cambiaría la calidad de vida de estas 400 millones de personas, si se pudiera (o pudiese) organizar un sistema des-centralizado de generación de energía solar y a estas pequeñas plantas fotovoltaicas, instalarlas en las cercanías y/o en el interior de sus pueblos o aldeas. El aumento de la productividad resultante podría significar un cambio radical en la economía India. Por supuesto, esta teoría es válida y de aplicación efectiva para todas las demás regiones del mundo.

Debemos comprender que la energía solar “libre y limpia” es de hecho, un regalo de la naturaleza a la humanidad. El sol produce su propia energía mediante el proceso nuclear. Pero todos los peligros relacionados con la energía nuclear son atendidos por el sol y la “energía limpia“, libre de todos los peligros imaginables y los riesgos posibles, están aislados de nosotros de forma gratuita. Partiendo del concepto en que la entrada de energía es gratis, el costo de esta energía solar fotovoltaica es, básicamente, el costo de la amortización del capital. Es decir, llegar al momento en que se genere tanta energía como para pagar la inversión inicial realizada. Como todos sabemos, a medida que surgen nuevas tecnologías, el costo de la energía solar fotovoltaica está cayendo a valores cada vez menores. En un futuro no muy lejano, coincidirá con el costo (siempre creciente) de la energía de los combustibles fósiles. Muchos de nosotros creemos que la energía solar, en última instancia, va a prevalecer como principal fuente mundial de energía. ¿Tú, opinas lo mismo?