Aspectos generales

¿Cómo se puede aprovechar la energía solar?
¿Cómo se genera electricidad solar fotovoltaica?
¿Qué aplicaciones tiene la energía solar fotovoltaica?
¿Qué ventajas tienen las instalaciones de energía solar fotovoltaica?
Situación en España

La energía solar es la fuente principal de vida en la Tierra: dirige los ciclos biofísicos y geofísicos y químicos que mantienen la vida en el planeta, los ciclos del oxígeno, del agua, del carbono y del clima. El Sol nos suministra alimentos mediante la fotosíntesis, y como es la energía del sol la que induce el movimiento del viento y del agua y el crecimiento de las plantas.

La energía solar es el origen de la mayoría de fuentes de energía renovables, tanto de la energía eólica, la hidroeléctrica, la biomasa, y la de las olas y corrientes marinas, como de la energía solar propiamente dicha. La energía solar se puede aprovechar pasivamente (energía solar pasiva), es decir sin la utilización de ningún dispositivo o aparato intermedio, mediante la adecuada ubicación, diseño y orientación de los edificios, empleando correctamente las propiedades fisicoquímicas de los materiales y los elementos arquitectónicos de los mismos: aislamientos, tipo de cubiertas, protecciones, etc.

Mediante la aplicación de criterios de arquitectura bioclimática se puede reducir significativamente, e incluso eliminar, la necesidad de climatizar (calentar y enfriar) los edificios, así como la necesidad de iluminarlos durante el día. Estas prácticas arquitectónicas contrastan con la tendencia que se observa en España desde hace años a instalar aparatos de climatización (aire acondicionado) que consumen una gran cantidad de energía.

También se puede aprovechar activamente (energía solar activa), captando energía térmica (calor) o generando electricidad. El aprovechamiento térmico de la energía solar para calentar agua (incluso para calefacción) es posible gracias a los captadores solares de agua; una instalación de 4 m2 de captadores y 300 litros de acumulación da agua caliente para toda una familia (en función de la localidad, consumo, hábitos, etc.), ahorra más de media tonelada de CO2 al año y cuesta alrededor de 2.100 euros sin incluir las subvenciones; si las incluimos el precio de un equipo solar puede llegar a valer los 1.500 euros. Incluso, ampliando la superficie de colectores solares, se puede obtener energía para calefacción, distribuyéndola por suelo radiante. También hay captadores solares de aire (para calefacción), cocinas solares, plantas desalinizadoras solares, y otras aplicaciones térmicas.

Por otro lado, se puede generar electricidad a partir de la energía solar térmica, mediante las llamadas centrales de torre o mediante colectores cilindro-parabólicos; en estas instalaciones se calienta un fluido, que transporta el calor y genera electricidad mediante una turbina y un alternador, o bien se acciona un motor gracias a un concentrador parabólico (informe “energía Solar Termoeléctrica 2020. Pasos firmes contra el cambio climático”. Greenpeace 2004) Y, por supuesto, la utilización de las células fotovoltaicas para el aprovechamiento eléctrico de la energía solar.

¿Cómo se genera electricidad solar fotovoltaica?
Mediante células fotovoltaicas, la radiación solar se transforma directamente en electricidad, aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores. El material base para la fabricación de las células fotovoltaicas es el silicio, que se obtiene a partir de la arena.

Las células fotovoltaicas, por lo general de color negro o azul oscuro, se asocian en grupos y se protegen de la intemperie formando módulos fotovoltaicos. Los módulos fotovoltaicos tienen el aspecto de un vidrio de entre 0,5 y 1 m2 de superficie, del mismo color que las células; de hecho, a menudo los módulos se protegen con una lámina de vidrio.

En el mercado se encuentra una gran cantidad y variedad de tipos de módulos fotovoltaicos: grandes o pequeños; rígidos o flexibles (y enrollables); en forma de placa, de teja o de ventana; con soporte incorporado o no; con soporte orientable mecánicamente o no (a través de sensores se orienta hacia donde se percibe mayor radiación solar); de distintas tonalidades (negro, azul, pardo, amarillento, etc.)... Naturalmente, los precios de los mismos también son muy diversos.

Para su caracterización, los módulos se miden en unas condiciones determinadas: 1 kW/m2 de iluminación solar y 25 ºC de temperatura de las células fotovoltaicas. La máxima potencia generada en estas condiciones por cada módulo fotovoltaico se mide en Wp (vatios pico).

Asimismo, la energía producida se mide en kWh, siendo 1kWh la energía que produciría 1kWp en condiciones de máxima potencia durante 1 hora.

Varios módulos fotovoltaicos, junto con los cables eléctricos que los unen y con los elementos de soporte y fijación propios de esta instalación, constituyen lo que se conoce como un generador fotovoltaico.

La electricidad producida por un generador fotovoltaico es en corriente continua, y sus características instantáneas (intensidad y tensión) varían, respectivamente, con la irradiancia (intensidad energética) de la radiación solar que ilumina las células, y con la temperatura ambiente. Mediante diferentes equipos electrónicos, la electricidad generada con fuente solar o energía solar se puede transformar en corriente alterna, con las mismas características que la electricidad de la red convencional.

¿Qué aplicaciones tiene la energía solar fotovoltaica?
Básicamente, se distinguen dos tipos de aplicaciones de la energía solar fotovoltaica: los sistemas aislados y los sitsemas conectados a red. En el primer caso, las posibilidades de aplicación son enormes: desde viviendas o equipamientos aislados y/o independientes (1), hasta centrales eléctricas rurales, telecomunicaciones, bombeo de agua, protección catódica, señalizaciones, equipos de sonido, sistemas de iluminación, ordenadores o teléfonos portátiles, cámaras, calculadoras, etc.

Sin embargo, y valorando muy positivamente las posibilidades que ofrecen los sistemas aislados, sobre todo por su contribución a la solidaridad, consideramos que donde la energía solar fotovoltaica puede ofrecer un diferencial significativo en Europa (donde los niveles de electrificación son próximos al nivel de saturación) es en los sistemas conectados a la red.

Una de las opciones de instalaciones en los edificios (tejado, terraza, fachada, etc.). De hecho, los paneles solares se pueden utilizar como material de construcción de manera que se diseñan y optimizan los edificios para aprovechar al máximo el rendimiento solar.

Asímismo, si no se dispone de una superficie para la instalación en el propio edificio se puede participar en distintas "cooperativas energéticas".

Otra de las maneras son centrales solares fotovoltaicas de mayores potencias. Es decir, el abanico de utilización de la energía solar fotovoltaica es muy amplio, con enormes y necesarios beneficios medioambientales, sociales y económicos.

¿Qué ventajas tienen las instalaciones de energía solar fotovoltaica?
La tecnología fotovoltaica convierte directamente la radiación procedente del Sol en electricidad. La energía que nos regala el Sol es limpia, renovable y tan abundante que la cantidad que recibe la Tierra en 30 minutos es equivalente a toda la energía eléctrica consumida por la humanidad en un año.

Una instalación de tecnología fotovoltaica se caracteriza por su simplicidad, silencio, larga duración, requerir muy poco mantenimiento, una elevada fiabilidad. La recuperación del consumo energético realizado en la fabricación de los paneles se rentabiliza en 2-3 años de funcionamiento y no produce daños al medio ambiente.

A diferencia de los combustibles fósiles y la energía nuclear, la energía fotovoltaica no contamina. No obstante, ninguna fuente de energía es absolutamente inocua. En el caso de la fotovoltaica, aunque su uso no origina ningún impacto, la fabricación de las células requiere el uso de elementos tóxicos, por lo que los fabricantes deben reducir el consumo de esos compuestos, reutilizarlos y reciclarlos siempre que sea posible, y evitar el vertido incontrolado de sus residuos.

A pesar de esto, considerando el ciclo de vida completo de la tecnología solar fotovoltaica (desde la extracción de la materia prima hasta el final de su vida útil) el impacto sobre la naturaleza es incomparablemente menor que las tecnologías basadas en combustibles fósiles o nucleares.

Por otro lado, la tecnología fotovoltaica tiene el valor añadido de generar puestos de trabajo y emplear recursos autóctonos, disminuyendo la dependencia energética del exterior, y de utilizar una fuente de energía inagotable: el Sol.

Una instalación solar fotovoltaica puede situarse casi en cualquier lugar y en instalaciones de diferente tamaño. Se trata de una tecnología renovable de generación de electricidad fácilmente instalable y cuya producción puede distribuirse directamente en los puntos de consumo de nuestros pueblos y ciudades, donde y cuando se consume la mayoría de la electricidad del país. De esta forma, cualquier edificio puede convertirse en una pequeña central generadora de electricidad.

La generación descentralizada de energía tiene además otros efectos beneficiosos. El más importante es que acerca al ciudadano al uso racional de la energía, despertando hábitos de consumo más respetuosos con el medio ambiente. El usuario de energía solar se convierte en productor de energía, lo que le ayuda a tomar conciencia energética.

Aunque existen diferencias regionales y estacionales significativas, en España se recibe de media una insolación de 1.600 kWh/m2-año; lo que la sitúa, junto con Portugal, a la cabeza de Europa. De hecho, ya en 1990 se estimaba un enorme potencial en tejados solares fotovoltaicos en España cercano a los 32.000 MWp que podría ayudarnos a ahorrar entre 17,5 y 50 millones de toneladas de CO2. El potencial obviamente, ha aumentado dado que la expansión del sector inmobiliario ha crecido sin parar desde 1990. Es claro que esto es meramente indicativo y que podría ser incluso mucho más si se tomaran las decisiones políticas adecuadas.

Situación en España
El Plan de Fomento de las Energías Renovables (PFER) fija que para el 2010 en España debe haber una potencia solar FV instalada de 143,7 MWp de los cuales 115 MWp deben estar conectados a red. Sin embargo, según el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), durante 2003 se instalaron 5,5 MW conectados a la red eléctrica. El total de la energía solar fotovoltaica instalada en España a finales de 2003, entre conectada a red y aislada de red, es de 27 MW.

Al ritmo actual, que viene marcado básicamente por el apoyo económico que se le da, nos quedaremos muy lejos de poder cumplir con este objetivo. Por ello, es necesario avanzar hacia un modelo similar al alemán, junto con determinadas facilidades administrativas, fiscales y de financiación de manera que no sólo se alcance el objetivo de 144 MW, sino que podamos asumir 1.000 MW para el 2010.

El modelo alemán es objeto de muchas "sanas envidias" por los excelentes resultados que está obteniendo. A pesar de disponer de una menor radiación, consiguió finalizar en junio de 2003 el programa "100.000 tejados solares", iniciado en 1999 instalando 300 MW solares, mientras que en España tenemos un objetivo de 144 MW para el año 2010. No sólo son líderes en instalación, sino que además se han convertido en el mayor productor de paneles de Europa desplazando a España de esa posición.

Si no tenemos en cuenta las ayudas mediante subvenciones, que no siempre se perciben y suponen una gran incertidumbre, o ayudas en la financiación y sólo nos fijamos en la retribución por energía vendida, hoy los plazos de amortización de la inversión en España son de 20 años. Para instalaciones de más de 100 kW, estos plazos se hacen incluso más grandes, a pesar de que las grandes instalaciones tienen una componente de I+D importante que les ayuda tanto para recibir ayudas europeas como para lograr el necesario desarrollo tecnológico.

El sistema de retribución actual está garantizado durante 25 años a partir de la puesta en marcha de la instalación, aunque esta retribución se revisará cuando se hayan instalado 150 MW.

Todo esto hace que Greenpeace haga una propuesta de aumento de las primas hasta el valor que haga que el retorno de la inversión se produzca en unos 10 años, en sintonía con la Asociación de la Industria Fotovoltaica (ASIF), manteniendo la continuidad de las primas durante 25 años a todas las instalaciones que estén dentro de un objetivo de 1.000 MW. Igualmente es necesaria la difusión de las ventajas de la energía solar por parte de las distintas administraciones, informando al ciudadano.