La fragilidad del sistema energético del país y el impacto del cambio climático deben ser razones suficientes para que la ciudadanía comience a buscar alternativas de fuentes de energía renovable para suplir su necesidad energética.

Sabemos que la energía producida a través de combustibles como el petróleo, el carbón y el gas natural tienen un impacto en el medioambiente porque se liberan miles de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera. Lo recomendable es acudir a las fuentes de energía renovable, tales como energía solar, energía eólica y energía hidráulica, entre otras.

“Como se ha mencionado, el cambio climático ha provocado un alza en la temperatura y eso provoca que la demanda energética aumente proporcionalmente al uso de los sistemas de enfriamiento como las neveras y los aires acondicionados. A medida que la carga eléctrica aumenta, mayor demanda en la carga eléctrica van a requerir estos equipos y, por ende, necesitamos mayor generación”, expresó Wilfredo Torres Vélez, profesor catedrático desde hace 31 años del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computadora de la Universidad Politécnica de Puerto Rico (UPPR).

Agregó que, “aparte, Puerto Rico tiene la particularidad de que nuestro sistema energético ha envejecido, pues ya lleva varias décadas en funcionamiento y, a raíz de los fenómenos de los huracanes Irma y María y, los terremotos en el área sur, ha sufrido grandes daños”.

Nuestra realidad nos presenta el reto de buscar alternativas y, al momento, la energía solar es la más viable. Por esto exploramos de manera general la alternativa de energía solar con el profesor Torres, quien es, también, ingeniero electricista profesional (PE) y tiene una certificación en diseño de sistemas fotovoltaicos y eólicos, además de una especialidad en sistemas de potencias.

En el caso de Puerto Rico, Torres admitió que la energía solar es una de las mejores alternativas, ya que la isla está en una latitud y longitud privilegiada para aprovechar esa luz del sol y, en particular, es la energía solar fotovoltaica la que se encuentra en desarrollo y claro crecimiento.

“Según los diseños, tenemos un periodo de 5.5 horas diarias, puede extenderse un poco más o un poco menos, dependiendo de los meses del año o de si estamos en los equinoccios o los solsticios, para poder recoger esa parte lumínica del sol y convertirla en energía eléctrica”, destacó el experto, quien es miembro del Colegio de Ingenieros y Agrimensores de Puerto Rico.

¿Qué es la energía solar fotovoltaica?

La energía solar fotovoltaica funciona por medio de un sistema de placas que son capaces de transformar la radiación solar directamente en energía eléctrica. Estos paneles solares contienen células fotovoltaicas que, al recibir la luz del sol, se ionizan y liberan electrones que, al interactuar entre ellos, generan corriente eléctrica.

Para contar con un sistema solar es necesario realizar primero una evaluación del consumo energético del hogar o negocio para ver de cuánta capacidad debe ser el sistema.

“El cliente determina si quiere el sistema para toda la carga eléctrica de la casa o algunas cargas seleccionadas, a las que le llaman “cargas críticas”. Si el cliente no quiere estar conectado a la utilidad, tiene la opción de contar con un sistema que provea la energía requerida para las cargas que el cliente tenga. Pero, para eso, hay que hacer un estudio minucioso para que tenga disponibilidad”, señaló el ingeniero.

En el caso de que el cliente quiera continuar interconectado al sistema eléctrico, entonces “se monitorea cuánta energía producen esas placas y, el exceso, se le vende a la utilidad y, al final, se le da un crédito a la factura del cliente”, estableció el ingeniero Torres.

Una vez se determina este aspecto, entonces hablamos de instalación.

“Los equipos cuentan con las placas fotovoltaicas. Si el sistema tiene un recobro para estar conectado al sistema, pues tiene que estar conectado a la utilidad y, desde la placa hasta la conexión, tenemos varios equipos”.

Los equipos necesarios son:

1. Controlador de carga: Controla la energía que las baterías requieren para cargarse nuevamente.

2. Inversor: Está encargado de recibir y transformar la energía que generan los paneles fotovoltaicos de corriente directa a corriente alterna.

3. Sistema de monitoreo: Permite recopilar y analizar datos sobre la producción de energía solar y de la temperatura de los paneles. Esto ayuda a identificar y a solucionar problemas, además de optimizar el rendimiento y reducir los costos de energía.

4. Banco de baterías: Se encargan de suplir la energía para mantener una constancia en el sistema.

“Todo el tiempo, esas baterías están cargando y descargando, si el sistema está desconectado de la utilidad. Si el sistema estuviera conectado, las baterías entonces son un sistema de reserva (back up) y, en caso de que la utilidad falle, las baterías responden a unas cargas críticas”, señaló el ingeniero.

Hay varios tipos de baterías en el mercado y el precio de estas depende de los amperes/hora que produzcan.

“De acuerdo con la batería, hay unos ciclos de carga y descarga. En arroz y habichuelas, eso se llama la ‘vida útil de la batería’, o sea, cuánto puede durar esa batería cada vez que la cargo y la descargo”, explicó.

“Cada batería tiene su capacidad de ciclo de carga y descarga. Las más que pueden rendir en carga y descarga son las de litio, que pueden estar entre 3 mil a 5 mil ciclos de carga y descarga”, especificó el experto.

Tipos de baterías:

• Baterías de ácido abiertos y ácidos sellados: Las baterías de ácido se recomiendan que sean descargadas a un 50 %, no más de un 80 % de la capacidad. Estas baterías tienen una vida útil de 3 a 5 años.
• Baterías de litio: Son mucho más costosas que las de ácido y tienen la ventaja de que podemos descargarlas hasta un 90 %. Las baterías de litio pueden durar 20 años o más.
• Baterías de gel: Tienen una vida útil de entre 10 y 15 años. Es necesario especificar que esto puede variar según diferentes factores como la calidad de la batería, el tipo de uso y las condiciones ambientales en las que se encuentra. Además, tienen una capacidad de descarga profunda, lo que significa que se pueden descargar hasta un 80 %, sin dañar la batería.

Los sistemas fotovoltaicos requieren otros elementos como conductores, la cablería, sistema de protección, fusibles y breakers.

Costos de un sistema solar

El costo de estos sistemas varía, ya que cada residencia tiene una necesidad energética particular y de eso depende la capacidad del sistema, y, por ende, la inversión. Sin embargo, Torres resaltó que, con el paso del tiempo, estos sistemas se han vuelto accesibles a la ciudadanía y que eso puede seguir mejorando.

“Hace 20 años, un sistema costaba de tres a cuatro veces más de lo que cuesta ahora. A medida que la oferta y demanda sigue aumentando, los costos van bajando considerablemente”, destacó.

Según el profesor, las placas solares están a $1/vatio aproximadamente y eso se aplica a cada equipo que se requiere.

“Por ejemplo, la placa de 400 vatios está entre $300 a $450. Las baterías están a $1 el vatio, así que una batería de 5,000 vatios de reserva va a estar en aproximadamente $5 mil”, explicó.

Destacó que el sistema que se instala depende de la carga eléctrica de cada residencia. “He visto en el mercado que, en promedio, están entre $20 mil a $30 mil, pero también hay sistemas de entre $40 mil, $50 mil hasta $60 mil”, afirmó el ingeniero eléctrico.

Ventajas

1. Energía limpia y ecológica

2. No expide emisiones nocivas al ser humano ni a la capa de ozono.

3. De fácil mantenimiento.

4. Solución eficaz a los picos de demanda.

5. Fácil de manejar porque opera de forma automática. El cliente no tiene que estar conectando ni desconectando.

6. Sencillo a la hora de aumentar la capacidad. Por ser sistemas modulares, no se requiere una instalación más compleja a la ya existente.

7. Hasta el momento, son sistemas bastante seguros, no como los generadores que usan combustible.

Desventajas

1. Sigue siendo un sistema costoso.

2. Su punto débil son las baterías; hay que saber utilizarlas.

3. No es un sistema constante; es variable.

4. Su funcionamiento depende de si es un día soleado.

5. Baja su producción en días nublados y lluviosos.

4. En caso de huracanes de categoría 3 en adelante, hay que revisar las placas fotovoltaicas para evitar daños y pérdidas.

La autora es periodista colaboradora de Suplementos.