Nuevas tecnologías para el aprovechamiento de la energía solar
Por Eleanor Greene y Sytonia Reid
La energía solar está en auge. En algunas partes del mundo la energía solar es ahora más barata que la obtenida de la quema del carbón, y según Bloomberg obtener energía del sol será la opción energética más barata a nivel mundial en menos de diez años.
Incluso las grandes empresas de servicios públicos están adoptando con rapidez la energía solar y la eólica, que también está mejor preparada que la obtenida del carbón en términos de coste). The New York Times informaba que Xcel Energy, que suministra energía a medio país, desde Colorado a Texas pasando por Michigan, ha propuesto la construcción de grandes plantas de energía solar y eólica en Colorado, y los precios ofrecidos están por debajo de la construcción de una central térmica. El proveedor de energía de la costa Oeste, Pacific Gas & Electric, se comprometió a que la energía renovable, incluida la solar, represente antes del año 2031 el 55% de su aporte de energía. Muchos expertos creen que California alcanzará el 50% de energías renovables en el año 2025, incluso tal vez antes.
Cada vez con un mayor dominio de la tecnología, los investigadores están explorando nuevas formas de generar energía solar para cubrir las necesidades humanas. Los métodos innovadores para aprovechar la energía solar, tales como las baldosas solares adhesivas o las tejas solares, pueden llegar pronto a nuestros barrios.
Energía solar para cada hogar
Sunflare, una nueva empresa con sede en Los Ángeles, espera convertirse en una empresa puntera en la fabricación de paneles solares ligeros. En comparación con los paneles solares convencionales, los paneles de Sunflare tienen el mismo aspecto azul metálico, pero las semejanzas se acaban ahí.
Los paneles de esta empresa son delgados, flexibles y muy livianos. En lugar de silicio y vidrio, Sunflare usa un sustrato de acero inoxidable con cobre, indio, galio y seleniuro para fabricar un semiconductor de sólo unos micrómetros de espesor.
Los paneles rectangulares de Sunflare tienen un tamaño estándar, pero se pueden fabricar a la medida. Hay paneles extremadamente finos que tienen más posibilidades. En lugar de utilizar pesados marcos de aluminio y tener que contratar a instaladores expertos, los paneles de Sunflare se adhieren a casi cualquier superficie con un adhesivo especial, y debido a que son flexibles, pueden adaptarse a las superficies curvas y no sólo a las planas.
Si una rama sombrea un panel solar tradicional, eso supone la desactivación de ese panel o una serie de paneles, explica la directora de marketing de Sunflare, Elizabeth Sanderson. Elizabeth dice que los paneles de Sunflare tienen más diodos, lo que ayuda a que sólo deje de producir el área sombreada. Además, estos paneles se pueden usar en aquellas viviendas sin conexión a la red en las que no pueden colocarse los paneles rectangulares, como viviendas rodantes, casas pequeñas, caravanas, etc.
Uno de los primeros clientes de Sunflare colocó estos paneles en una pequeña casa en España, lo que le ha permitido independizarse de la red. Y Vistabule, fabricante de remolques de acampada, está trabajando con Sunflare para incorporar paneles solares en el techo de sus remolques.
Sanderson dice que se muestra optimista con las aplicaciones comerciales de estos productos: “Los paneles de silicio son cuatro veces más pesados que los paneles de Sunflare”.
Los techos de almacenes y centros de distribución a menudo no pueden soportar este tipo de peso. Además, los propietarios de edificios comerciales no se muestran muy dispuestos a que se perforen sus techos para instalar aditamentos. Pero sí pueden mostrarse dispuestos a instalar panes de Sunflare: quitar la lámina y pegar. Son paneles duraderos y proporcionan aislamiento al edificio. Todo son ventajas.
Debido a que Sunflare se encuentra en sus inicios y al comienzo de su ciclo de vida tecnológico, sus precios son entre un 50% y un 100% más altos que los paneles tradicionales. Sin embargo, esta brecha se va reduciendo a medida que van disminuyendo los costes de instalación. Sunflare está a la espera de obtener la certificación de seguridad para la instalación de este tipo de paneles en los tejados.
Resolviendo el problema de almacenamiento
No podemos dejar de hacer referencia en lo que se refiere a la utilización de la energía solar sin hablar de Tesla. Con sus grandes inversiones y su constante presencia en los medios, Tesla ha pasado con rapidez de la fabricación de vehículos al empleo de la energía solar en las viviendas.
En el pasado, una de las grandes preocupaciones con la energía solar era cómo almacenar la energía generada durante el día para luego usarla durante la noche. En 2015, Tesla lanzó su Powerwall, una enorme batería de iones de litio para el almacenamiento que resuelve el problema. Cada batería Powerwall puede almacenar diez kilovatios hora (kWh) de electricidad. En comparación, una batería de automóvil sólo tiene aproximadamente 1,2 kWh.
Powerwall es la más conocida de algunos productos que permiten el almacenamiento de la energía obtenida mediante el sol. LG, Panasonic, MMW y Nissan, así como otras empresas, venden baterías para el hogar similares a la Powerwall (Nissan utiliza baterías recicladas de los vehículos eléctricos para alimentar su batería xStorage, que es aproximadamente 1000 dólares más barata que la de Tesla).
Tejados solares
Tesla comenzó a admitir pedidos para la instalación de techos solares en el mes de mayo pasado. Las tejas solares del tejado son idénticas a las tejas comunes, ya sean tejas grises, de pizarra o las tejas españolas de arcilla. Pero las tejas de Tesla generan energía. Los tejados solares de Tesla se ofrecen con cuatro texturas distintas y pueden instalarse en el tejado o simplemente en un lugar soleado.
Los consumidores pensábamos que pasarían años o décadas antes de que los tejados solares llegasen a los mercados. Pero en enero de 2018, Tesla confirmó que los tejados solares se habían instalado en las viviendas de los ejecutivos de la empresa, y ya comenzó la instalación en las viviendas de clientes.
Como se puede apreciar, dicha instalación constaría unos 52.200$ (tejado + batería). En esta estimación hay que considerar los siguientes aspectos:
http://blog.is-arquitectura.es/2017/05/16/precio-de-la-teja-solar-de-tesla/ |
Tesla dispone de una calculadora en su página web para calcular el coste del tejado solar en función del tamaño de su tejado, descontando el valor de la energía generada y los incentivos fiscales disponibles. Para la vivienda de Eleanor Greene, editora asociada de Green America, de 92 metros cuadrados, situada en Washington D.C., y con un coste de 90 dólares en consumo energético al mes, la calculadora estimó un coste neto de 37 dólares al mes (comparado con un promedio de 22 dólares/mes para las tejas comunes) durante los 30 años de vida de capacidad solar del tejado.
Tesla garantiza que las losetas durarán el mismo tiempo que su vivienda, incluso si dejan de producir electricidad después de 30 años.
Tesla anunció recientemente que colocará secciones en 800 tiendas Home Depot en todo el país para vender sus paneles solares , baterías Powerwall y Solar Roofs, y Loewe también está en conversaciones para vender los productos solares de Tesla.
Ventanas solares
Aunque suene como a un mundo de fantasía, las ventanas solares podrían estar en el mercado muy pronto. Una ventana solar es una ventana de vidrio transparente que utiliza la luz del sol para generar electricidad, del mismo modo que un panel solar.
Las malas noticias es que las ventanas solares todavía están en la fase de desarrollo. El propósito de las ventanas solares es el de dejar pasar la luz, pero la tecnología también debe permitir un equilibrio correcto entre la luz que captura el vidrio de la ventana para obtener energía y la luz que debe pasar para iluminar la habitación.
Las buenas noticias es que la empresa ya ha conseguido ventanas solares que funcionan, lo que sugiere que estas tecnologías pueden estar disponibles para los consumidores antes de lo que pensamos.
En 2017, Solar Window Technologies anunció una asociación con Triview Glass Industries para la fabricación de los productos SolarWindows que pueden generar electricidad. La clave de esta nueva tecnología está en los revestimientos transparentes líquidos de Solar Window Technologies que hacen que el vidrio actúe como un dispositivo fotovoltaico.
Una vez que se alcance la etapa de comercialización, la empresa con sede en Maryland planear utilizar estas ventanas para convertir los enormes rascacielos en generadores verticales de energía.
“Nuestra empresa está escribiendo un importante capítulo sobre la comercialización e instalación en grandes superficies de paneles fotovoltaicos orgánicos”, dice el Director General John A. Conklin.
Las viviendas consumen el 40% de la electricidad producida en los Estados Unidos y la empresa anticipa que los revestimientos SolarWindow podrían reducir los 150 mil millones de dólares anuales que cuesta la electricidad a la mitad, según los modelos de la empresa, situando estos revestimientos en los cuatro lados de un edificio comercial.
Además de sus productos de ventanas solares para empresas, la empresa también está desarrollando vidrio para ventanas de las zonas residenciales.
Mientras tanto, Physee, una empresa de energía de los Países Bajos, ha patentado ventadas solares similares fabricadas con vidrio transparente de doble pared. Physee ya instalado con éxito estas PowerWindows en edificios de oficinas comerciales en el distrito comercial Zuidas de Amsterdam y planea instalar 1850 metros cuadrados en el edificio de apartamento BOLD de Amsterdam.
Pintura solar
En junio de 2017, el Instituto de Tecnología de Melbourne (RMIT) de Australia anunció que había desarrollado una pintura solar que podía general energía a partir del sol.
Dirigido por el Dr. Torben Daeneke, el equipo inventó una pintura fabricada con óxido de titanio, un ingrediente común en la pintura y en los filtros solares, y sulfuro de molibdeno, un compuesto que absorbe la humedad del aire. Esta combinación química recoge tanto la luz solar como la humedad de modo que convierte el agua en combustible de hidrógeno, así como oxígeno.
El Dr. Daeneke explicó en el Sydney Morning Herald que el producto final de la pintura debería incluir membranas que puedan recoger el hidrógeno de manera selectiva para su uso como fuente de energía.
En el pasado, la obtención de hidrógeno dependía de procesos sucios, tales como la quema de combustibles fósiles. La pintura del RMIT demuestra que el hidrógeno puede ser una fuente de energía limpia cuando se obtiene el hidrógeno a partir de energías renovables.
Energía solar en las ciudades
Danny Kennedy ha estado trabajando en el asunto de la energía solar durante mucho tiempo, como defensor de las energías limpias en Greenpeace en los años 90, y fundó Sungevity, la empresa de instalación de energía solar en los tejados, en 2007. Forma parte del Green Circle de Green America, que congrega a líderes de la Industria para impulsar la industria solar, que progresa rápidamente desde 2002. Ahora, Kennedy trabaja con empresarios del Fondo de Energía Limpia de California, que se encuentra en las fases iniciales de proyectos de energía limpia, y Powerhouse, un vivero de nuevas empresas de energía limpia.
Su pretensión es que la gente pueda acceder más fácilmente a la energía solar. Pero lo que realmente le entusiasma en ver que la gente está empezando a colocar paneles solares en los lugares más inesperados, como en los recipientes para la basura alimentados con energía solar, de Bigbelly (empresa con la que no tiene relación).
“Debido a que ahora la energía solar es lo suficientemente barata, se puede instalar un motor en el cubo de la basura para que se compacte la basura, de modo que se vacíen los cubos cuando estén completamente llenos”, explica Kennedy. “El resultado es menos basura en las calles y una recogida más eficiente, lo que ahorra en las ciudades muchos miles de dólares”.
Kennedy dice que los sistemas de bicicletas compartidas que no serían lo mismos sin la energía solar, especialmente aquellos sin sistemas de aparcamiento, como el de la empresa Mobike, con la que Kennedy se reunió el verano pasado. Las bicicletas de Mobike tienen un panel solar en la cesta, que conecta el candad0 de la bicicleta y el GPS con una aplicación para teléfono, para que el cliente pueda ubicar, reservar y desbloquear fácilmente la bicicleta que quiere usar. Sin la energía solar, todo el proceso automatizado requeriría de una costosa batería, dice Kennedy. Y agrega que más facilidad en el uso de la bicicleta implica menos viajes en automóvil, lo que disminuye la contaminación del tráfico y la congestión.
Un brillante futuro
En 2016, la energía solar se convirtió en la fuente de energía de más rápido crecimiento en los Estados Unidos, y el mayor empleador de todas las industrias energéticas, con alrededor de 370.000 empleados, en comparación con los 187.000 de todos los combustibles fósiles combinados, según el Departamento de Trabajo de Estados Unidos. El precio de la energía solar cayó un 165 por ciento entre 1975 y 2015, ya que los megavatios instalados en todo el mundo pasaron de dos a 65.000 en el mismo período, según un informe de Bloomberg y el Earth Policy Institute.
Dadas las duras realidades de la crisis climática, el inminente acercamiento del mundo al pico de carbón y el pico de petróleo, y la rápida adopción de la energía solar en todo el mundo, Kennedy habla de un futuro brillante para la energía solar, y espera más innovaciones solares no tardando mucho.
» Estados Unidos fue pionero en algo que literalmente cambió el mundo «, dice Kennedy. “La energía fotovoltaica, inventada por Bell Labs en 1954, ya está y seguirá transformando completamente la civilización hasta que nos convirtamos en una sociedad completamente solar «.
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