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monitorización fotovoltaica

¿Es importante la monitorización fotovoltaica?

24-06-2024
Hogarsense
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Seguro que has oído alguna vez el famoso eslogan publicitario que dice: “La potencia sin control no sirve de nada”, bien, esa frase se puede aplicar a muchos campos de trabajo y, por supuesto, a la fotovoltaica. Aunque es muy importante que nuestra instalación de autoconsumo esté funcionando correctamente, también es necesario saberlo. Para ello se diseñan los sistemas de monitorización fotovoltaica, pero, ¿sabes qué son y sus ventajas?

¿En qué consiste la monitorización fotovoltaica?

Cualquier actividad que realicemos necesita de sus “KPI” o indicadores de actividad. Con ellos medimos a lo largo del tiempo la evolución de los resultados, bien sean parciales o globales. De esta forma sabemos en cada momento como se está desempeñando y podemos tomar medidas correctoras cuando se desvían de los objetivos marcados.

Estos indicadores y su panel de visualización son como el panel de instrumentos y el volante de un coche que nos ayudan a saber el estado del vehículo y poder conducirlo adecuadamente. Porque si no sabemos dónde estamos, si no medimos lo que hacemos, no podemos saber si mejoramos o empeoramos en nuestra actividad diaria.

Pues bien, la monitorización fotovoltaica es el instrumento que nos ayuda a conocer el estado de nuestra instalación solar:

① cuanto está produciendo la instalación de autoconsumo

② qué cantidad de esa electricidad estamos consumiendo simultáneamente, es decir, un autoconsumo directo

③ cuanta electricidad estamos guardando en las baterías

④ cuantos kWh exportamos a la red, para que nos los compensen de los que compramos

⑤ nos indica de fallos en el sistema y podemos detectar si ha sucedido algo que impide que las placas solares funcionen correctamente

⑥ ver el histórico de generación por días, meses y años

⑦ saber el equivalente a emisiones de CO2 evitadas y de árboles plantados

Y muchos datos más que son importantes para la gestión y mantenimiento del sistema solar.

¿Cómo funciona la monitorización de un sistema fotovoltaico?

Un sistema de monitorización es básicamente la visualización de toda la información que recoge el inversor y otros componentes (como optimizadores y otros como el Clever DX de la empresa española Clever Solar Devices). El Inversor solar es el cerebro de una instalación fotovoltaica, el equipo que recoge los datos de los componentes del sistema solar, los analiza y los transforma en información para decidir qué hacer en cada momento.

Por ejemplo, lo primero que hace el inversor es identificar la red eléctrica a la que está conectada la instalación de autoconsumo. Así, determina si debe trabajar a 230 V y 50 Hz, o a 125 V y 60 Hz, u otro tipo de red, en función del país donde se ha instalado. Esto es muy importante porque la electricidad que generan los módulos solares es en corriente continua (DC) y el consumo en las viviendas y la red eléctrica funcionan en alterna (AC).

De esta forma, el inversor realiza la transformación de la electricidad en continua a alterna, para que la podamos usar en nuestro hogar o ceder a la red. Al mismo tiempo, el inversor está recogiendo datos del funcionamiento de todo el sistema que se transfieren vía wifi o por cable a la monitorización fotovoltaica.

Este software, es decir, la monitorización fotovoltaica, traduce esa información en gráficos y barras de generación y consumo, y expresiones numéricas, además de hacer algunos cálculos para establecer las conversiones a unidades de CO2 evitadas o cantidad de árboles equivalentes plantados, etc. Y lo expone en una pantalla a través de una aplicación web o para smartphone, tal y como vemos en la siguiente figura.

¿Por qué es importante monitorizar la instalación fotovoltaica?

La monitorización fotovoltaica de una instalación solar es necesaria para tener información sobre todo lo que sucede en la misma y, lo más importante, poderla ver en remoto.

☀ Para empezar, podemos saber cuánta electricidad estamos generando; además el inversor nos informa que cantidad de esa electricidad la consumimos directamente y cuanta se va a la red.

☀ También contabiliza la electricidad que entra en nuestra vivienda procedente de la red de distribución eléctrica. De esta forma podemos controlar en la factura qué cantidad de consumo neto (electricidad de red menos electricidad de paneles solares). Aunque también podemos comprobarlo instalando unos medidores inmediatamente después del contador eléctrico.

☀ Nos informa de las condiciones climáticas, lo que nos permite hacer previsiones para el consumo y generación de electricidad.

☀ Estamos informados en tiempo real de cualquier alarma de error y podemos saber en qué grupo de placas solares está el problema.

Con esta última información se pueden programar mejor las tareas de mantenimiento, tanto preventivo, para centrarnos en aquellas zonas donde haya alarmas menores, como correctivo. Un ejemplo muy claro de esto es la simple tarea de limpieza de los paneles. Se ha comprobado que el polvo que se va acumulando sobre las placas va reduciendo su rendimiento.

Es decir, comparando dos días similares de irradiación solar y temperatura, pero que la suciedad acumulada ha aumentado, aunque sea en poca cantidad, la generación eléctrica decae significativamente. Esto se puede detectar gracias a la monitorización, dándonos un aviso de la necesidad de limpiar las placas solares, para recuperar el nivel óptimo de generación eléctrica.

reciclaje de paneles solares

¿Cómo es el reciclaje de paneles solares fotovoltaicos?

23-05-2024
Hogarsense
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El reciclaje de paneles solares fotovoltaicos es un proceso crucial para gestionar el fin de vida útil de los módulos y recuperar materiales valiosos. A medida que la adopción de la energía solar crece, también lo hace la necesidad de reciclar eficientemente estos paneles. Aquí te proporciono una visión detallada sobre cómo se realiza este reciclaje, los tipos de paneles y los materiales que se recuperan.

Tipos de Paneles Solares Fotovoltaicos

El reciclaje de los módulos fotovoltaicos no es igual en todos los casos, puesto que los materiales que componen los diferentes tipos de paneles no son los mismos. Es por ello que primero debemos diferenciar entre las principales tecnologías que existen y tienen un proceso de reciclaje de paneles solares diferente.

* Paneles con base de silicio:

Dentro de este grupo encontramos tres tipos de paneles: los monocristalinos, los policristalinos y los de silicio amorfo. Cada uno de ellos utiliza una tecnología diferente de fabricación, sin embargo, la base de la celda fotovoltaica es de silicio.

Composición de paneles con base de silicio
VidrioPlásticosAluminioSilicioOtros metales
76%10%8%5%1%

* Paneles de película delgada:

Dentro de este grupo encontramos diferentes tecnologías, como la CIGS o la CdTe, que utilizan diferentes tipos de minerales como base para la conversión fotón-electricidad.

  • CIGS: Utilizan una combinación de cobre, indio, galio y selenio. Son flexibles y pueden ser aplicados en superficies irregulares.
  • CdTe: Utilizan telurio de cadmio. Son más baratos de producir, pero tienen peores consideraciones ambientales debido a la toxicidad del cadmio.
Composición de paneles de película delgada
VidrioPlásticosAluminioMetales
89%4%6%1%

Proceso de reciclaje de los paneles solares

El reciclaje de paneles solares varía según el tipo de tecnología utilizada en su fabricación. A continuación, se describe el proceso general para cada tipo.

• Paneles de Silicio Cristalino

  1. Desmontaje Inicial:
    • Separación del vidrio: el vidrio templado que cubre el panel se retira y se recicla. Este vidrio representa aproximadamente el 75% del peso total del panel.
    • Retirada del marco de aluminio: el marco de aluminio se separa y se recicla fácilmente.
    • Retirada de conexiones eléctricas: los cables y la caja de conexiones se cortan y arrancan mecánicamente.
  2. Triturado y Separación:
    • Las láminas de celdas fotovoltaicas que conforman los paneles se trituran en partículas pequeñas para facilitar la separación de los diferentes materiales.
    • Se utilizan técnicas mecánicas (triturado y tamizado) y térmicas (calor para derretir plásticos y encapsulantes) para separar las celdas de silicio del resto de los componentes.
  3. Recuperación de Silicio:
    • El silicio recuperado se limpia y se puede reintroducir en la producción de nuevos paneles solares, tras una purificación adicional.
    • Tratamiento químico adicional: Puede ser necesario para purificar el silicio recuperado.

Materiales Recuperados:

  • Vidrio: Se puede recuperar hasta el 95%.
  • Aluminio: Se puede recuperar casi el 100%.
  • Silicio: Entre el 85-95% puede ser recuperado y purificado para reutilización.
  • Plata y cobre: Recuperados mediante procesos químicos de lixiviación.

• Paneles de Película Delgada

El reciclaje de paneles de película delgada es más complejo debido a la diversidad de materiales y su disposición en capas finas.

  1. Desmontaje y triturado:
    • Similar al proceso de los paneles de silicio, se retiran los componentes externos (marcos de aluminio, vidrio, cables y caja de conexiones) y se trituran los paneles.
  2. Tratamiento químico:
    • Los materiales se someten a baños químicos para disolver y separar los diferentes metales.
    • Recuperación de compuestos específicos como el cadmio y el telurio en el caso de los paneles CdTe.

Materiales Recuperados:

Los materiales recuperados y sus porcentajes de recuperación dependen del tipo de tecnología de fabricación de los diferentes tipos de paneles solares fotovoltaicos:

  • CIGS: Se recuperan cobre, indio, galio y selenio, aunque los porcentajes de recuperación pueden variar dependiendo del proceso.
  • CdTe: Se recuperan cadmio y telurio, con altos niveles de eficiencia de recuperación.
  • Vidrio: Se puede recuperar entre el 90-95%.
  • Otros metales: Recuperados a través de procesos químicos específicos.

Beneficios del reciclaje de módulos solares

El reciclaje de paneles solares fotovoltaicos nos aporta muchas ventajas, aunque su reprocesado debemos considerarlo obligatorio, aun sin todos estos beneficios.

  1. Sostenibilidad:
    • Reducción de la extracción de materias primas: Al reciclar los materiales, se disminuye la necesidad de extraer nuevos recursos, lo cual reduce el impacto ambiental.
    • Conservación de recursos naturales: Al reutilizar los materiales recuperados, se conservan recursos naturales valiosos.
  2. Reducción de Residuos:
    • Minimización de residuos peligrosos: Al reciclar paneles solares, se evita que materiales potencialmente peligrosos terminen en vertederos.
    • Reducción del volumen de residuos electrónicos: Contribuye a la gestión adecuada de los desechos electrónicos.
  3. Ahorro de Energía:
    • Menor consumo energético: El reciclaje consume menos energía que la producción de nuevos materiales desde cero.
    • Reducción de la huella de carbono: Disminuye las emisiones de CO2 asociadas a la fabricación de nuevos materiales.
  4. Valor Económico:
    • Recuperación de materiales valiosos: Los materiales como el silicio, cobre, plata, y otros metales tienen un alto valor económico.
    • Generación de empleos: La industria del reciclaje crea empleos y contribuye al desarrollo económico.

Desafíos y Futuro del Reciclaje de Paneles Solares

  • Eficiencia del Reciclaje: Mejorar las tecnologías para aumentar los porcentajes de recuperación y reducir el impacto negativo del propio reciclaje, tanto en procesos térmicos como químicos.
  • Costos: Reducir los costos asociados al reciclaje para hacerlo más viable económicamente.
  • Regulación y Normativas: Implementar políticas que fomenten el reciclaje adecuado y la gestión de residuos electrónicos.

El reciclaje de paneles solares fotovoltaicos es un campo en evolución con un gran potencial para contribuir a la economía circular y la sostenibilidad ambiental. Con el incremento en la adopción de energía solar, la eficiencia y efectividad de estos procesos serán cada vez más importantes.

Transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio

Energía solar transmitida por ondas desde el espacio

25-04-2024
Hogarsense
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La idea de Nicola Tesla, a finales del siglo XIX, de transmitir energía de forma inalámbrica, puede hacerse realidad en un futuro cercano. Tesla creía que se podían utilizar las ondas para transmitir información, sonido e, incluso, imágenes sin necesidad de cables. Su proyecto no llegó a ver la luz cuando Marconi consiguió realizar la primera retransmisión por radio. Motivo por el que los inversores que apoyaban a Tesla lo abandonaron. Sin embargo, ahora parece que está cerca la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio.

¿Cuánta energía podemos aprovechar del sol?

Según estimaciones científicas, la energía solar que recibe la Tierra en un solo día sería suficiente para proporcionarnos electricidad a todo el planeta durante todo un año. Sin embargo, de momento no somos capaces de aprovechar toda esa energía y mucho menos almacenarla para los momentos de escasez.

En el caso de la energía fotovoltaica, se nos presenta un gran problema: los paneles solares únicamente pueden generar electricidad cuando les incide la luz del sol. Es por eso que, cuando hay nubes, la generación eléctrica disminuye sensiblemente. Además, por la noche, al no llegar los rayos del sol, no se genera nada de electricidad.

Ante este problema, algunos científicos han querido rescatar la idea original de Tesla para realizar la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio. El propósito de esta investigación está claro: generar energía las 24 horas con plataformas lanzadas al espacio, y enviarla mediante microondas a receptores repartidos por la Tierra.

De esta forma, los paneles solares recibirían constantemente la radiación solar y generarían energía todo el tiempo. Por ello, no estarían condicionados por el movimiento de la Tierra a recibir la luz del sol solo durante unas horas. Además, la idea sería crear una red de plataformas espaciales interconectadas, de modo que se puedan transmitir la energía entre ellas para facilitarla al punto de la Tierra que la necesite en cada momento.

¿Cuáles fueron los primeros pasos para la transmisión de energía por microondas?

Fue durante finales de los años 60 del siglo pasado cuanto el Dr. William C. Brown consiguió alimentar un prototipo de dron de forma inalámbrica hasta una distancia de 15 metros. Sin embargo, el camino no fue fácil ni directo, al fin que ahora se persigue, es decir, la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio.

Al principio de su carrera, Brown participó en la mejora del diseño de los radares de microondas de la Segunda Guerra Mundial. Los magnetrones de los radares antiguos eran osciladores y no resultaban adecuados para los radares de nueva generación. Brown ideó un dispositivo que denominó ‘Amplitrón’, el primer amplificador de campo cruzado, que convertía el oscilador del magnetrón en un amplificador de banda ancha. Este diseño fue patentado en junio de 1954.

Posteriormente, se utilizó esta innovación en un modelo de radar de la Armada estadounidense, también en los sistemas de misiles Hawk y Patriot, el radar de vigilancia de rutas aéreas comerciales y los sistemas de comunicaciones de alta velocidad del Apolo Lander.

• El dron sin baterías

A partir de ahí, Brown consideró que el Amplitrón podía convertirse en un amplificador de superpotencia, capaz de transmitir energía a través de las ondas. Sus primeros resultados se mostraron en 1964, cuando hizo una demostración en la que un dron alimentado por microondas de 2,45 GHz voló en sentido vertical hasta una altura de 15 metros.

El dron tenía una hélice conectada a una carga de elementos de “rectenna” que convertían directamente las microondas incidentes en corriente continua. Las microondas se transmitían a los elementos y el helicóptero voló durante más de 10 horas.

Dr. William C. Brown

¿Qué tecnología se usará para la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio?

La investigación se centra en las microondas y el rayo láser para realizar la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio. Como tecnología capaz de realizar la transmisión de energía a un punto concreto, se está trabajando en un tipo de rayo láser. Funcionaría canalizando la energía solar concentrada en el espacio con un nuevo tipo de paneles solares hacia la Tierra, donde sería recepcionada por unas células fotovoltaicas.

Esta nueva tecnología pretende convertir de forma muy eficaz la luz láser en electricidad. Esto es posible generando un rayo láser monocromático, con una configuración específica y mediante un sistema de control muy preciso para determinar la orientación correcta hacia el receptor elegido.

Este sistema se convertiría en una forma muy eficiente de generar de electricidad al aprovechar toda la luz solar que reciban los captadores espaciales, y al transmitir esa energía al consumidor adecuado en cada momento.

• El proyecto chino para traer energía fotovoltaica a la Tierra

Para la recepción de la energía solar desde el espacio, investigadores de la universidad China de Xidian, han construido una torre. Esta ha sido supervisada y aprobada por un grupo de expertos, al comprobar en una prueba realizada para la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio que es posible. Aunque el test se realizó con microondas a una distancia muy reducida de apenas 55 metros.

¿Qué dificultades entraña el láser para la transmisión inalámbrica de energía solar?

Tanto el rayo láser como las microondas entrañan dificultades técnicas que deben superarse para poder realizar la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio o por lo menos aumentar las distancias que hasta el momento se han conseguido.

• Seguridad. Ambos deben ser seguros ante la posibilidad de que algún objeto se cruce en su trayectoria, como por ejemplo un avión. Sobre todo, en el caso de un rayo láser, debe ser innocuo sobre cualquier objeto que esté en su trayectoria, bien por su propia inocuidad o por detectarlo de inmediato e interrumpir la transmisión mientras no se libere el camino.

• Fiabilidad. Asegurar que las ondas y, sobre todo, el rayo láser, llegan al receptor adecuado. Considerando las grandes distancias que se pretende alcanzar (hablamos de centenares de kilómetros), una ligera desviación de milímetros en la orientación del emisor, dirigiría el rayo a varios kilómetros de distancia del receptor.

• Eficiencia. La energía que se pierde en la transformación de DC a microondas o láser, convertida en calor u otra forma de energía, debe ser gestionada para no causar daños a los equipos.

• Interferencias en radiofrecuencia. La emisión de microondas puede causar interferencias de radiofrecuencia, lo que podría afectar a muchos equipos electrónicos que se encontrasen en su campo de acción.

• Infraestructura y tecnología. Estos sistemas necesitan de grandes equipos para la transmisión de las ondas y la recepción y transformación posterior en electricidad.

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Conectividad en el hogar para ahorrar

La conectividad es la clave para el ahorro en el consumo de toda la vivienda

12-03-2024
Hogarsense
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Hoy en día en casi todos los hogares hay algún electrodoméstico o equipo conectado. Las smart tv y las lavadoras son los más comunes, pero los frigoríficos, aires acondicionados y otros equipos de calefacción empiezan a tener también conexión inteligente. Esta conectividad es la clave para ahorrar en el consumo de toda la vivienda.

Según un estudio realizado en España, el 70 % de las personas desconoce las grandes ventajas que aporta la conectividad de los electrodomésticos y, sobre todo, cuando hablamos de climatización, la instalación de un control modulante de la temperatura.

Evolución de la conectividad en la climatización

Hace apenas un par de décadas la conectividad era algo desconocido. A finales del siglo pasado empezaban a instalarse pequeños sistemas conectados a la línea telefónica, que servían para activar la caldera de gas o gasoil. Se utilizaba en segundas residencias para activar la calefacción unas horas antes de la llegada de los usuarios. De esta forma, al llegar, la casa ya estaba caliente. Aunque no se podía controlar nada más, ni la temperatura ni las zonas de la casa a climatizar.

Con el paso de los años y la mejora de los sistemas electrónicos y de comunicación, se han ido implementando sistemas que activaban mediante elementos mecánicos cualquier cosa en la vivienda. Se podían bajar y subir las persianas, abrir o cerrar las cortinas, abrir o retirar el toldo, etc. Sin embargo, no había un control real ni autónomo de los electrodomésticos.

Únicamente con la llegada de la comunicación inalámbrica y la domótica han empezado a diseñarse equipos con electrónica de comunicación incorporada. Así, ya disponemos en el mercado de equipos de aire acondicionado con sistemas de detección de personas y posibilidad de comunicación, bombas de calor con conectividad, robots-aspiradoras y otros muchos electrodomésticos que se conectan a la red WiFi para compartir información sobre su situación, y que un ordenador pueda tomar decisiones y actuar sobre todos ellos.

Ahorro en la climatización de los hogares

Hoy en día se han desarrollado sistemas que se pueden integrar fácilmente en las nuevas viviendas, aunque también se ha pensado en las casas ya construidas. Así, para el control de equipos de calefacción por radiadores tradicionales o suelo radiante, se han diseñado válvulas termostáticas inteligentes. Estas posibilitan el control de la temperatura de cada habitación, pudiendo variarla en cualquier momento. De esta forma, no solo se consigue un gran confort, sino que también se aseguran ahorros en la factura energética.

En viviendas de nueva construcción o reformadas, se pueden instalar sistemas de gestión que controlan todo dentro de la vivienda; especialmente lo relacionado con la climatización. Así, los controladores modulares para sistemas de calefacción y climatización son el complemento para un mayor ahorro energético y económico.

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Gracias este tipo de dispositivos, se pueden controlar mejor los sistemas de climatización y permiten a los usuarios un mejor ajuste de las temperaturas de cada estancia, de forma más eficiente y personalizando las preferencias de calefacción o refrigeración de cada persona. A pesar de ello, cerca del 70% de los usuarios desconocen que, con estos dispositivos, el ahorro de las facturas de energía de una vivienda se puede reducir hasta en un 30 %.

Teniendo en cuenta que la factura energética de una vivienda tipo es de media de 1.800 € anuales, un 30 % de ahorro suponen 450 € menos que se pagan. Lo que asegura que solo en un año se puede ahorrar el coste de estos dispositivos de regulación y control.

La conectividad es la clave para el ahorro en el consumo de toda la vivienda

El último avance es el concepto llamado “Internet de las cosas”, con el cual casi cada electrodoméstico está conectado a una red interna de la vivienda. así se confirma que la conectividad es la clave para el ahorro en el consumo de toda la vivienda. De esta forma, podemos saber en cada momento y en tiempo real en qué estado está cada uno de los equipos que disponen de un sistema de comunicación y pertenecen a la red que disponemos en nuestras viviendas.

Aunque para un mayor ahorro, los equipos que más nos interesa tener conectados son los de mayor consumo. De forma que se controle su puesta en marcha en momentos adecuados para que el consumo pueda ser absorbido por la electricidad más barata. Además, de controlar adecuadamente las temperaturas de la calefacción, el aire acondicionado, el agua de la lavadora y el lavavajillas, para asegurar un confort y una limpieza adecuada, con un gasto energético menor, lo que supondrá un coste más bajo en la factura de la luz.

Por otro lado, estos ahorros pueden ser casi del 100 % cuando se une a la red de gestión de los equipos de la vivienda un sistema de paneles solares fotovoltaicos. De esta forma el sistema de gestión aprovecha la conectividad para usar la electricidad generada por la instalación solar en los electrodomésticos de mayor consumo como la bomba de calor, la lavadora y el lavavajillas, y que podemos programar para que trabajen independientemente de nuestras actividades.

Irradiancia, irradiación y radiación solar

Irradiancia, irradiación y radiación solar

21-02-2024
Hogarsense
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El mundo de la fotovoltaica está invadiendo nuestras vidas y las noticias sobre las instalaciones se suceden con mucha rapidez. En algunas ocasiones por las huertas solares que las grandes empresas energéticas construyen, otras veces porque algún familiar, amigo o conocido ha buscado una empresa para instalarla en su casa. Con la energía solar, se habla de aspectos relacionados con la luz del sol, como la irradiancia, la irradiación y la radiación solar, que muchas personas creen que es lo mismo. Y, sin embargo, son conceptos diferentes que dan medidas de cosas diferentes. Y tú, ¿sabes qué es la irradiancia, la irradiación y la radiación solar?

¿Qué es la radiación solar?

La radiación solar es la energía que el sol emite constantemente. Esta energía se propaga en todas las direcciones a través del espacio en forma de ondas electromagnéticas. Esta radiación se divide en diferentes tipos de ondas que se diferencian por su longitud de onda. Los grandes grupos que forman todo el espectro son las ondas de radio, las microondas, los infrarrojos, las ondas visibles por el hombre, los ultravioleta, los rayos x, los rayos gamma y los rayos cósmicos.

Todas estas diferentes ondas se caracterizan por dos magnitudes básicas, que guardan una relación inversamente proporcional entre sí. Estos parámetros son la longitud y la frecuencia de onda. Así, las radiaciones más potentes tienen unas frecuencias muy grandes, pero unas longitudes bajas. Mientras que las radiaciones más débiles tienen unas frecuencias muy pequeñas y unas longitudes muy grandes.

La radiación solar que llega a la superficie de la tierra la podemos aprovechar en función de su forma de incidir sobre las superficies. Es decir, al entrar en la atmósfera, la radiación se encuentra con diferentes obstáculos como las nubes, la contaminación y otro tipo de sustancias que pueden estar suspendidas en el aire.

Así, podemos diferenciar tres tipos de radiación solar que una instalación fotovoltaica puede aprovechar:

  • Radiación directa: es la parte de radiación solar que llega directamente del sol sin sufrir ninguna interferencia. Eso hace que sea la más potente y la que mejor aprovechan los paneles solares fotovoltaicos.
  • Radiación difusa: es la parte de la radiación que atraviesa nubes o polvo en suspensión, por lo que se “difumina”. Por ello, pierde parte de su potencia, bajando la cantidad de W que inciden por cada metro cuadrado.
  • Radiación de albedo o reflejada: es la parte de la radiación que recibimos de forma indirecta cuando rebota sobre superficies que hay a nuestro alrededor. Algo que sucede con la nieve y otros objetos blancos que reflejan prácticamente toda la radiación que les llega, llegando a molestarnos esa radiación que nos llega rebotada.

¿Qué es la irradiancia solar?

La irradiancia es la potencia solar que llega a la tierra. Se mide sobre una superficie horizontal para determinar la potencia que tiene esa radiación al llegar a la tierra, mediante un instrumento llamado piranómetro. Con él se determina qué cantidad de vatios “W” incide en un metro cuadrado.

Como dato interesante sobre la protección que nos brinda la atmósfera, es la cantidad de irradiancia que esta detiene, impidiendo que algunos tipos de ondas no lleguen a la superficie terrestre. Así, a la parte alta de la atmósfera llegan alrededor de 1.400 W/m2, en cambio, la irradiancia en la superficie de la tierra, en una localización apropiada y con las mejores condiciones meteorológicas, está entre los 900 W/m2 y los 1.000 W/m2.

Así, la irradiancia en el valor puntual de la potencia solar que índica un determinado momento sobre una superficie. Al ir midiendo esa potencia a lo largo de un día, obtenemos una línea de puntos que marcan unos valores que son cero durante las horas de oscuridad y van creciendo a lo largo de la mañana, para descender pasado el mediodía. Tal como vemos en la siguiente gráfica.

¿Qué es la irradiación solar?

La irradiación solar es la energía que el sol nos hace llegar con su potencia energética, es decir, es la cantidad de potencia solar que recibimos durante un determinado tiempo. Se mide en varios por hora que inciden en una determinada superficie, es decir, Wh/m2.

Si observamos la gráfica anterior, podemos identificar la irradiación solar como el área inferior que crea la curva de la irradiancia.

Trasladado a los sistemas fotovoltaicos, decimos que una instalación tiene una potencia pico de 10 kWp, por ejemplo. Puesto que es la capacidad que tienen esas placas solares para aportar una tensión determinada. Sin embargo, cuando ese sistema se pone en funcionamiento y recibe la luz solar, lo hace durante un determinado tiempo, minutos, horas, etc., es entonces cuando esa potencia genera una energía, que podemos aprovechar en cualquier aparato eléctrico.

¿Por qué la caldera de hidrógeno no sustituirá a la aerotermia?

23-01-2024
Hogarsense
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Los esfuerzos por eliminar los combustibles fósiles de nuestras vidas no cesan y cada día surgen alternativas para cambiar las herramientas que usamos. Tanto en las viviendas como en el transporte hay iniciativas para aprovechar las energías renovables y no contaminantes. Un ejemplo de ello es el hidrógeno, que se ha postulado como sustituto del gas natural para nuestras calefacciones y para el transporte público y privado. Pero, ¿puede sustituir la caldera de hidrógeno a la bomba de calor de aerotermia? Según los expertos, no.

¿Qué sustitutos a los combustibles fósiles tenemos?

Los investigadores y las empresas han desarrollado diferentes alternativas a los combustibles fósiles, cada uno buscando sus propios intereses. Así, podemos hablar de los biocombustibles, de la aerotermia o geotermia y del hidrógeno.

• Biocombustibles

En cuanto a los biocombustibles, las empresas que ya tienen alguna relación con las gasolinas, han apostado por ellos. Los biocombustibles intentan imitar a los gasóleos extraídos del petróleo. Sin embargo, son combustibles renovables obtenidos a partir de residuos orgánicos, tanto de origen animal como biomasa.

La gran diferencia con los primeros es que no contienen minerales pesados, por lo que su combustión es más limpia. Esto hace que los biocombustibles minimicen las emisiones contaminantes en gran cantidad, aunque no las eliminan por completo. Además, se consideran renovables, pues su ciclo completo es apenas de un par de años. Desde que la planta crece, se elabora el combustible y se consume.

Por el contrario, tienen algunos inconvenientes: la llamada a sustituir a los fósiles ha traído subvenciones que se están utilizando para cambiar los tradicionales cultivos para alimentación, por cultivos para biocombustible. Algo que está perjudicando al campo tradicional. Además, no soluciona el problema de la contaminación por CO2.

• Hidrógeno

Es otra de las alternativas para cambiar el modelo energético actual. Aunque el hidrógeno ya se utiliza desde hace muchos años, la forma de generarlo era con electricidad generada en centrales térmicas o similares, por lo que la contaminación neta era muy alta. Además, su producción estaba destinada a procesos muy específicos, pues su coste era alto.

Con el desarrollo de las energías renovables, especialmente la eólica y la fotovoltaica, se ha abierto un camino para la generación de hidrógeno verde y económico. Esto se debe a que, en determinadas horas del día, bien por incidencia del sol a mediodía o por la acción del viento durante algunas horas, la producción eléctrica supera a la demanda. Este exceso de electricidad se quiere aprovechar para generar hidrógeno y utilizarlo como batería energética.

Sin embargo, su utilización en las calefacciones domésticas no se justifica por su bajo rendimiento. Según vemos en el gráfico siguiente. Por el contrario, el hidrógeno es la mejor alternativa a los procesos industriales que hoy por hoy consumen gran cantidad de gas natural, como fundiciones, industria del metal, fábricas de cerámica o vidrio, etc.

• Aerotermia

Aunque no puede considerarse una forma de energía, sí es una herramienta para conseguir calefacción económica y limpia. Según cálculos de eficiencia de todo el proceso para conseguir calefacción con aerotermia, es el proceso más eficiente, es decir, el que menos pérdidas energéticas tiene durante todo el proceso.

Además, la combinación con una instalación solar de autoconsumo, nos asegura que las pérdidas por transporte de electricidad se minimicen, aumentando la eficiencia total del sistema. Es por ello que Las alternativas a los combustibles fósiles pasan por la aerotermia, puesto que la caldera de hidrógeno no sustituirá a la aerotermia.

Inconvenientes del hidrógeno para la calefacción doméstica

El hidrógeno presenta algunos inconvenientes en forma de seguridad y de aprovechamiento energético. En contraposición a la bomba de calor que tiene una eficiencia muy elevada. Así, se considera que la caldera de hidrógeno no sustituirá a la aerotermia, por algunos motivos como los siguientes.

Por un lado, es un gas muy inestable que tiene una gran facilidad para reaccionar de forma explosiva en contacto con el oxígeno. Además, su menor masa atómica hace que se produzcan fugas en las uniones de tuberías o enlaces con válvulas y llaves de paso, por donde el gas natural no se puede fugar. Esto aumenta el peligro de su utilización a nivel doméstico, donde los controles y mantenimiento son más esporádicos y suelen ser menos rigurosos.

Otra desventaja es su bajo aprovechamiento al combustionar. El hidrógeno es un gas que al “quemarse”, la temperatura de la llama puede llegar a los 2.000 °C; una temperatura muy superior a la que se aprovecha en las calderas de gas, reconvertidas a hidrógeno. Por lo tanto, su utilización en la calefacción de viviendas causa un desaprovechamiento energético que no justifica su utilización a nivel doméstico.