Hogar autosuficente en electricidad

Las cifras son asombrosas y sorprendentes: si pudiésemos capturar la décima parte del 1% de la energía solar que choca con la Tierra –una parte en mil–tendríamos acceso a seis veces la cantidad de energía que consumimos actualmente en todas sus formas y casi sin emitir gases de efecto invernadero, los causantes del calentamiento global antropogénico. Sin embargo, la energía solar constituye aún una fracción diminuta de la capacidad de generación en el planeta.

Antonio Sarmiento Galán / Instituto de Matemáticas / Universidad Nacional Autónoma de México

Un sistema fotovoltáico conectado a la red existente de distribución de energía eléctrica representa una de las mejores opciones para evadir los crecientes costos de la electricidad en épocas de dificultades económicas y evitar la emisión de gases de efecto invernadero que exacerban el calentamiento del planeta, un problema ocasionado por pocos pero cuyas consecuencias las sufrimos todos.

Un pequeño arreglo fotovoltáico (14.87 m2) y un inversor para la conexión a la red de distribución satisfacen los requerimientos de una familia promedio (4 miembros adultos) sin el uso de algún dispositivo de almacenamiento (usualmente pesados, caros, ineficientes y construidos con materiales lo suficientemente tóxicos como para eliminar el beneficio ambiental de generar energía sin la quema de combustibles fósiles).

Diagrama mostrando la conexión a la red.
Diagrama mostrando la conexión a la red.

Durante el día el sistema transforma la energía solar en corriente eléctrica directa que es convertida a corriente alterna; esta corriente bien puede ser utilizada inmediatamente o bien, puede ser inyectada a la red. Esta última puede ser recuperada para su uso durante la noche y por ello el medidor debe ser bidireccional (conteo de consumo neto).

Como el sistema no tiene partes móviles, tampoco requiere de mantenimiento alguno. El único límite proviene de la vida útil de las celdas fotovoltáicas que varía entre 20 y 25 años, durante los cuáles se garantiza que la eficiencia de las celdas permanezca por arriba del 85% de su eficiencia original. Por lo tanto, una vez que se recupera la inversión original (incluyendo la instalación) en un lapso que va de 8 a 9 años (dependiendo del precio regional de la electricidad), aún se tendrán entre 11 y 17 años de energía eléctrica gratuita y limpia. Debido a la naturaleza modular del arreglo, la instalación puede realizarse por partes; ello ayuda a que la inversión correspondiente sea más fácilmente costeable.

El monitoreo del sistema se puede realizar mediante una computadora o un teléfono móvil inteligente para conocer la cantidad diaria/mensual/anual/total de la energía generada, la cantidad de bióxido de carbono (CO2) que se ha dejado de emitir a la atmósfera, cualquier tipo de fluctuación en la corriente, etc.

Producción diaria de energía (azul), CO2 evitado (verde), e insolación (rojo).
Producción diaria de energía (azul), CO2 evitado (verde), e insolación (rojo).

En promedio, durante sus primeros cuatro años de funcionamiento el generó 3,550 kilowatts-hora anuales (un kilowatt-hora es la cantidad de energía que consumen 10 focos de 100 watts encendidos durante una hora), evitando la emisión de 2.5 toneladas de CO2. Mas aun, considerando las tarifas eléctricas del lugar durante esos años, hubo un ahorro de mas de veinte mil pesos anuales.

La instalación se encuentra en la ladera sur del Cinturón Volcánico Transmexicano, una zona de muy alto riesgo en cuanto a tormentas eléctricas; el sistema, sin embargo, no ha sufrido daño alguno.

El costo de los paneles de celdas fotovoltáicas ha estado decreciendo desde 1980 con una tendencia anual del 7% en unidades de dólar norteamericano por watt; adicionalmente, se ha predicho que el costo de la electricidad solar cruzará el valor promedio de venta al público de la electricidad en Estados Unidos (12 centavos de dólar por watt) alrededor del año 2016. El precio de venta al público, sin embargo, no incluye el daño que se hace al ambiente con la generación de electricidad mediante la quema de combustibles fósiles. Si sólo se incluyese el costo adicional en salud por los problemas respiratorios causados por la contaminación del aire, el valor promedio de venta al público se elevaría muy por encima del costo de generación de cualquier proceso limpio como la conversión de energía solar.

Un sistema seguro y sostenible de energía debe incorporar el costo de todos los invaluables servicios que nos provee un ambiente saludable, no contaminado.

FUENTE: Versión en castellano del artículo invitado por la revista OUTREACH con motivo de la 3ra sesión de la Asamblea de la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA, por sus siglas en inglés) y la Cumbre Mundial sobre la Energía del Futuro (WFES, por sus siglas en inglés) en Abu Dhabi del 13 al 17 de Enero del 2013.