Energia solar

Uno de los temas de más actualidad en estos momentos es sin duda el de los energéticos. En los últimos meses hemos visto como el costo del barril de petróleo se elevó hasta los 150 dólares, para después rápidamente desplomarse por abajo de los 50 dólares. La crisis del petróleo ha hecho una vez más evidente la imperiosa necesidad de desarrollar fuentes renovables de energía, particularmente la eólica y la solar.

La energía solar puede aprovecharse de diversas maneras. Por ejemplo, puede usarse para calentar agua de uso doméstico, o bien en sistemas de calefacción pasiva de casas y edificios durante el invierno. Puede ser también empleada para generar energía eléctrica en centrales termoeléctricas o por medio de celdas solares. En este último caso ocurre una transformación directa de la energía luminosa de los rayos solares en energía eléctrica, mientras que en el primero la energía solar se emplea para elevar la temperatura de un fluido, que es posteriormente alimentado a una turbina que mueve un generador de electricidad.

La energía solar presenta muchos atractivos pues es prácticamente inagotable, dado el tiempo de vida del Sol de varios miles de millones de años. Además, el aprovechamiento de la energía solar no produce residuos contaminantes al contrario de la generación de energía por otros medios como es la quema de combustibles fósiles, que tanto contribuye al calentamiento global, o bien de la generación de electricidad en centrales nucleares que produce residuos radiactivos de alta peligrosidad.

Si la energía solar tiene tantas ventajas, ¿por qué su uso no está más extendido? Esto ciertamente no se debe a la cantidad de energía solar que recibe la Tierra, que es aproximadamente 10,000 veces el consumo mundial de modo que podríamos satisfacer nuestras necesidades energéticas con una parte minúscula de la radiación solar.

La respuesta a la pregunta anterior está, por el contrario, relacionada con dos características esenciales de la energía solar: su intermitencia y su dilución. La primer característica es, por supuesto, obvia: tenemos luz solar solamente durante el día, de modo que si quisiéramos usar energía de origen solar durante la noche, tendríamos que captarla durante las horas de luz y almacenarla de alguna manera. El costo de los sistemas para almacenar energía –por ejemplo, por medio de baterías en el caso de la energía eléctrica- es, sin embargo, demasiado alto para que los sistemas eléctricos solares compitan de manera económica con otros sistemas más convencionales.

Tenemos, además, que la energía solar que llega a la superficie de la Tierra, sin bien lo hace en cantidades enormes que exceden por mucho nuestras necesidades, está muy diluida y su aprovechamiento requiere de grandes inversiones. Para tener una idea de la magnitud de las mismas, supongamos a manera de ejemplo que estamos interesados en encender un foco de 100 W por medio de celdas solares. En un día soleado al mediodía, sobre un metro cuadrado de superficie terrestre inciden aproximadamente 1000 W de energía solar, es decir, lo suficiente para encender 10 de nuestros focos. De toda esta energía, sin embargo, y debido a la eficiencia de las celdas, solamente puede ser aprovechada alrededor del 10%. Tenemos entonces que para encender nuestro foco de 100 W necesitamos, a pleno sol, cubrir aproximadamente 1 metro cuadrado con celdas solares a un costo superior a los 10,000 pesos. Una casa típica con energía eléctrica enteramente de origen solar necesitaría de este modo una inversión de unos $ 300,000 pesos, sin contar el costo de las baterías para operación nocturna, inversión que muy pocos estarían dispuestos a realizar.

El obstáculo para el desarrollo de la electricidad de origen solar ha sido entonces de naturaleza básicamente económica. En la actualidad es claro, sin embargo, que en la medida que se agoten y encarezcan los combustibles fósiles tendremos que recurrir cada vez más a energías alternativas, entre ellas de manera relevante la solar. En forma adicional, la contaminación ambiental producto de la quema de combustibles fósiles nos obliga a recurrir a energías no contaminantes, de las cuales la energía solar es el prototipo.

Podemos de este modo esperar que en los próximos años la energía solar juegue un papel cada vez más importante en la generación de energía eléctrica. Esto ocurre ya en algunos países como Alemania, el más avanzado en este campo, en donde alrededor del 1% de la energía eléctrica generada es de origen solar. Lo más significativo, sin embargo, es que dicho porcentaje está creciendo de manera muy rápida, duplicándose aproximadamente cada 1.2 años. Podemos mencionar también que entre los planteamientos del recién electo Presidente de los Estados Unidos se incluyen como metas alcanzar porcentajes de generación de electricidad por energías renovables –incluida la solar- de 10% y 25% para los años 2012 y 2025, en forma respectiva. El Siglo XXI será, sin duda, el de la energía solar.