Una alternativa para contrarrestar el impacto ambiental es aprovechar mejor los recursos renovables que ofrece el planeta. Esto implica la producción de energías más limpias y amigables con el medioambiente, sustentadas en tecnologías que permitan el tránsito hacia una economía baja en carbono. La solar es una de ellas y también una de las de mayor crecimiento en México
Por Danahé San Juan
El sol, como se sabe, sustenta la vida marina y terrestre en el planeta. El aprovechamiento de su energía, por otro lado, ha marcado importantes hitos en la historia de la humanidad, como el descubrimiento del fuego o el nacimiento de la agricultura. En la actualidad, además, se ha convertido en una de las alternativas más eficientes para contrarrestar la dependencia de los combustibles fósiles (gas, petróleo, carbón) y las graves afectaciones que éstos producen en la salud del planeta y las personas.
En México, sin embargo, esta poderosa fuente de energía renovable todavía no ha sido suficientemente aprovechada. Situado en el denominado Cinturón Solar, entre los paralelos 40° Norte y 35° Sur, el país ocupa el tercer lugar a nivel mundial en alta incidencia solar, tan sólo después de China y Singapur, y es el primero en América Latina.
Según el estudio Iniciativa Solar en México, publicado por la Asociación Mexicana de Energía Solar Fotovoltaica (Asolmex) y la Secretaría de Energía (Sener), cuenta con una irradiación solar media de 6.36 kWh/m2 por día, por lo que es posible instalar más de 1800 GW de capacidad de generación en zonas con factores de planta mayores a 20 por ciento.
Víctor Ramírez Cabrera, director ejecutivo de la Asociación Nacional de Energía Solar (ANES), señala que “la energía solar tiene un futuro prometedor en México, ya que ofrece un enorme potencial de desarrollo, por tanto, es necesario multiplicar el aprovechamiento de este recurso”.
Fotovoltaica y Termosolar
La energía solar es de dos tipos: fotovoltaica y termosolar. La primera se refiere a la transformación directa de la radiación del sol en electricidad mediante materiales semiconductores. Esta conversión se da gracias a un efecto fotoeléctrico, es decir, en el impacto de la luz solar sobre la estructura nuclear de estos materiales, lo cual genera una?corriente continua.
La segunda, en cambio, aprovecha el calor del sol para obtener vapor que, a su vez, permite operar una turbina convencional que genera electricidad limpia de forma gestionable, es decir, cuando la demanda lo requiera.
La fotovoltaica se dirige de las redes de distribución hacia una batería para consumo directo, mientras que la termosolar aprovecha la radiación directa mediante calentamiento en casa habitación, calentadores planos o para procesos industriales. Ambas formas permiten un significativo ahorro energético y económico en hogares e industrias.
Según datos de la Sener, la fotovoltaica representa el 0.38 por ciento (270 MW) de la capacidad total instalada en México, la cual creció 100 MW durante el primer semestre de 2016, aproximadamente. La expectativa, señala la dependencia, es que a finales de 2019 se añadan 5 mil 400 MW de capacidad, gracias a las adiciones de nuevas centrales, así como a los proyectos ganadores de la primera y segunda subasta que contribuirán con 1,691 y 1,853 MW, respectivamente.
Según el libro Energías renovables en el IIE, punto de apoyo para la transición energética de México, publicado por el Instituto de Investigaciones Eléctricas, “la tecnología existente para la conversión de la radiación solar en electricidad es de muy diversa índole”.
Entre las diversas aplicaciones tecnológicas están los calentadores solares, que transfieren el calor del sol a un fluido (energía térmica), las centrales termosolares con generación de electricidad a través de vapor (energía térmica), así como los paneles generadores de fotovoltaica.
Paneles fotovoltaicos
Se trata de una de las aplicaciones tecnológicas que aprovecha los beneficios de la energía solar para mitigar los efectos nocivos de los combustibles fósiles. Un panel o módulo fotovoltaico está conformado por un conjunto de celdas solares conectadas eléctricamente en serie. Estos sistemas pueden ser instalados de forma aislada, conectados a la red o de carga directa.
La instalación aislada se aconseja cuando se dificulta la llegada del tendido eléctrico al lugar de consumo. Como su nombre lo indica es independiente a la red de electricidad. Por lo tanto, el cálculo del campo fotovoltaico y banco de baterías es de suma importancia para garantizar el consumo en días nublados o faltos de sol.
La instalación conectada a la red, a su vez, permite que la energía producida por los paneles se integre a la red eléctrica, lo cual genera un “crédito” de consumo que ayuda a disminuir el costo de la factura eléctrica. Este tipo de instalación suele ser la más común.
Finalmente, el sistema de carga directa produce energía eléctrica sólo durante las horas del día, por lo que se utiliza en casos específicos, como el bombeo de agua para almacenamiento.
Calentadores solares
Su función, en general, es calentar agua a través de energía solar con propósitos de uso residencial e industrial. El Centro de Estudios en Medio Ambiente y Energías Renovables (Cemaer) destaca tres tipos de calentadores solares:
Calentadores con cubierta y sin cubierta
El primero cuenta con una cubierta de vidrio y una placa captadora, térmica y aislada en el interior. El segundo no tiene cubierta, y suele utilizarse para calentar agua de piscinas. Estos calentadores alcanzan temperaturas de entre 30 y 70 grados centígrados, aunque pueden llegar hasta los 100 grados Celsius, según el diseño.
Calentadores de tubos de vacío
Se compone de varios tubos de cristal, cuyo interior es de cobre, y por donde pasa el agua. Aunque algo frágiles, absorben el calor del sol desde muchas direcciones. Según el tamaño y diseño de los equipos, estos tubos alcanzan temperaturas que van de 50 a 190 grados Celsius. Estos calentadores son más utilizados en los hogares.
Calentadores de concentración
Utilizados principalmente en las industrias, se distinguen del resto por ser un equipo cóncavo que proyecta la energía solar concentrada hacia un punto específico. Su eficiencia es gracias a luz solar directa, por lo que se le han incorporado seguidores solares que aumentan su efectividad. Son utilizados para generadores a gran escala y en hornos que requieren altas temperaturas de hasta 4 mil grados Celsius.
Más energía limpia para todos
Según la Sener, hoy en día el 28.3 por ciento de la capacidad instalada para generar electricidad en México procede de energías limpias. La meta, no obstante, es lograr el 35 por ciento para 2024.
Por su parte, la ANES afirma que en los últimos años el sector fotovoltaico en México ha experimentado crecimientos de hasta 80 por ciento anuales.
Como advierte la Comisión Reguladora de Energía (CRE) estamos ante un mercado más atractivo para un modelo de generación distribuida, en el que cualquier empresa con las capacidades técnicas adecuadas puede encargarse del suministro de servicios básicos para los usuarios. Lo anterior, sin embargo, obligará a las autoridades a implementar nuevas reglas.
Tan solo en 2016 se llevaron a cabo dos subastas de licitación a largo plazo para la construcción de grandes centrales de generación que requieren cuantiosas inversiones, las cuales asignaron recursos de 75 para la primera, y 55 para la segunda.
Por otro lado, la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía señala que la solar también puede ser generada desde casa, con una inversión menor y recuperable a tres años, aproximadamente. De darse esta apertura, las personas podrían ser sus propios inversionistas y participarían en el modelo de generación distribuida al convertirse en generadores exentos.
Para lograrlo, sin embargo, es necesario promover el uso de paneles fotovoltaicos y el diseño de productos adecuados para el mercado. Ante esto la CRE publicó un proyecto sobre normas y modelos de contrato para la interconexión de generación distribuida, con lo que se aumentará la rentabilidad de la energía solar fotovoltaica.
Asimismo, es forzoso desarrollar un marco legal para los proyectos de energía térmica y fotovoltaica, ya que el financiamiento para este tipo de proyectos incentiva a los productores, desarrolladores e instaladores, y reditúa de manera positiva, mientras que la falta de financiamiento representa una barrera.
Aunque hay ensambladoras mexicanas que generan productos de buena calidad, los componentes básicos de los sistemas para la energía fotovoltaica son fabricados en el extranjero. De ahí la importancia de mantener un diálogo e intercambio de experiencias entre académicos, gobiernos y empresarios de todos los países. Asimismo, es primordial que las universidades mexicanas impulsen licenciaturas enfocadas al estudio e investigación de las energías limpias a fin de aprovechar, en un futuro, los beneficios del sol.
Beneficios de la energía solar
