Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Perspectivas para la energía solar

En España, un país con grandes extensiones soleadas como la de nuestro Sureste, las energías renovables utilizadas representan solo un 3% de la energía tota! y de ello tan sólo un 1,5% es el porcentaje que corresponde a la energía solar

En España, un país con grandes extensiones soleadas como la de nuestro Sureste, las energías renovables utilizadas representan solo un 3% de la energía tota! y de ello tan sólo un 1,5% es el porcentaje que corresponde a la energía solar. El PER 89 o Plan de Energías Renovables del Ministerio de Industria y Energía contemplaba la construcción de varias instalaciones, que en 1995 supondrán la producción de unas 80.000 toneladas equivalentes anuales de petróleo. Pero en todo caso lo que el PER estimula especialmente es el uso de la biomasa, así como el aprovechamiento de las centrales mini hidráulicas. Sin duda, en un país como el nuestro, sería lógico realizar un mayor esfuerzo en incrementar el uso de la energía solar.
 
La dependencia energética de nuestra civilización y las cíclicas crisis del petróleo están incentivando el uso de otras alternativas, entre las cuales la energía solar, por no agotamiento y por su amplia disponibilidad, puede ocupar un importante lugar. La conversión específica de energía solar en electricidad va dejando de ser una posibilidad técnica y económica, para convertirse en una realidad cada vez más cercana y, aparte del tradicional aprovechamiento del efecto fotovoltaico, otras nuevas tecnologías como la CAVET están iniciando su desarrollo.
 
Cierto número de grupos investigadores universitarios americanos han construido en los últimos meses varios prototipos CAVET (Closed­ Cycle Avanced Vapor Electro-Turbogenerator), o sea electro turbogeneradores avanzados de vapor, de ciclo cerrado, que consisten en un intercambiador de calor solar-térmico, construido con un metal resistente a la corrosión, tal como el aluminio. Colocado en un lugar conveniente, capta la energía solar produciendo un vapor a alta presión que se dirige a un conjunto turbina-alternador que puede estar situado en el ático u otro lugar. La turbina gira silenciosamente a una velocidad constante de 7.200 revoluciones por minuto, acoplada a un mini generador eléctrico sincrónico que produce corriente alterna a 120 Hertz. El circuito se cierra tras la condensación del vapor hasta la forma líquida, que una bomba introduce a alta presión nuevamente dentro del intercambiador solar. Los primeros prototipos CAVET han llegado a conseguir, a muy altas velocidades de la turbina (22.000 r.p.m.), producciones del orden de 11 kW por kilo de peso, y se piensa que el desarrollo tecnológico permitirá disponer dentro de unos 10 años de instrumentos funcionando sin cojinetes, con levitación magnética, y que a velocidades normales de la turbina proporcionen unos 20 kW de electricidad con un volumen de sólo 0,3 metros cúbicos. El sistema de conexión a la red eléctrica permitirá disponer del suministro cuando sea necesario o por el contrario ceder al sistema general de distribución la energía autogenerada, con las consiguientes ventajas económicas.
 
En otro aspecto diferente, aprovechamiento de la energía solar a través del efecto. fotovoltaico, también se están consiguiendo avances, tanto en su uso directo en pequeños sistemas domésticos, como las 30.000 casas fotovoltaicas existentes, de ellas 15.000 en Europa, como en su aplicación en grandes instalaciones: los sistemas centralizados de Saijo, Japón (lMW), el de Lugo, EE.UU. (1 MW), el Carissa Plain, EE.UU. (8 MW), y otros varios existentes funcionando a pleno rendimiento.
 
Entre los logros recientes conseguidos figura una nueva tecnología de placas fotovoltaicas en capa delgada con precios de instalación que previsiblemente a medio plazo serán competitivos (unas 30 pesetas el watt de potencia. Actualmente el precio es de 600 pesetas el watt) debido a su larga duración de vida (más de 30 años) y sus mínimos consumos de mantenimiento. En el caso de las grandes dimensiones, el rendimiento de las células fotovoltaicas está pasando desde menos del 4% en 1984 hasta valores que, en el laboratorio, alcanzan ya cifras cercanas al 37% lo que hace suponer que, a finales de siglo, se obtendrán en las instalaciones normales rendimientos de conversión superiores al 20% para las cristalinas en cascada con concentración solar y del 12% para las de capa delgada. En la actualidad, el almacenamiento de la energía producida se realiza con sistemas de baterías especiales de plomo dulce que, a pesar de sus ventajas, siguen siendo pesadas y caras, por lo que posiblemente hacia el año 2010 existan grandes centrales fotovoltaicas en regiones muy soleadas y desérticas, pero cuyo almacenado energético se realice produciendo hidrógeno por electrolisis, ya que estudios muy fundados tienden a indicar que el hidrógeno será el principal combustible para el transporte del siglo XXI.
 
Siguiendo una tendencia creciente, en los últimos diez años el mercado. fotovoltaico ha multiplicado por 10 sus ventas, alcanzando cifras del orden de 50 mil millones de pesetas en 1989, mientras que los precios unitarios han reducido en ese periodo de tiempo a magnitudes del orden del 20% las iniciales. Por ello el ritmo de crecimiento está pasando desde el16% los pasados años hasta un 30% en la actualidad. 
 
Hoy día, el 30% de la producción de células fotovoltaicas se realiza en EE.UU., seguido del Japón, especializado en mini células para calculadoras (81% del total mundial). La producción europea supone tan sólo un 17% del total mundial, con un orden decreciente por países que comienza por Francia (5%) y sigue con Italia, Alemania y España (cerca del 2%).