El ingenio con el que se domina al viento y el sol
Si toda la luz del sol que llega a la tierra en hora y media se transformara en energ¨ªa, se podr¨ªa generar la suficiente para el consumo global de un a?o, seg¨²n la Oficina de Energ¨ªa Eficiente y Renovable del Gobierno de EE UU. El mismo sol calienta la atm¨®sfera de la Tierra y sus superficies irregulares a distintas presiones, algo que hace que el aire se mueva. Se genera un viento que tambi¨¦n es fuente de energ¨ªa.
Inversi¨®n
Empleos locales
Emisiones de CO2 evitadas 1
Red de distribuci¨®n
Producci¨®n de hidr¨®geno verde (3,000 tH2/a?o)
L¨ªnea el¨¦ctrica subterr¨¢nea
Tanques de H2
Planta fotovoltaica Puertollano II 100 MW
Bater¨ªa 5 MW
Hidr¨®geno verde
El hidr¨®geno verde se produce a partir de c¨¦lulas de electr¨®lisis alimentadas tanto por la energ¨ªa generada por la planta fotovoltaica como por el sistema de almacenamiento de energ¨ªa en bater¨ªas, en un proceso sin emisiones de CO2 asociadas y que permite la electrificaci¨®n de sectores industriales. El proceso de producci¨®n se realiza con un sistema de electr¨®lisis de pol¨ªmeros con una potencia de 20 MW y capacidad para generar 360 kg/hora de hidr¨®geno.
Tanques de H2
El almacenamiento de hidr¨®geno verde es fundamental para garantizar la estabilidad de suministro que requiere la planta de Fertiberia y hacer un uso eficiente de la producci¨®n de energ¨ªa renovable. Un total de 11 dep¨®sitos que permiten almacenar 6.000 kg de H2 verde a 60 bares. Cada tanque tiene un volumen de 133 m3 y unas dimensiones de 23,5 m de altura y 2,8 m de di¨¢metro. Pesan 77 toneladas en vac¨ªo y est¨¢n fabricados en un acero especial con una chapa de 4,5 cm de espesor para contener hidr¨®geno, dado el peque?o tama?o de esta part¨ªcula.
Bater¨ªa 5 MW
La nueva instalaci¨®n para la producci¨®n de H2 verde a partir de fuentes 100% renovables consta de una planta solar fotovoltaica con una potencia instalada de 100 MW. La instalaci¨®n incorpora tecnolog¨ªas de ¨²ltima generaci¨®n, como paneles bifaciales, que permiten una mayor producci¨®n al tener dos superficies fotosensibles, e inversores string, que mejoran el rendimiento y aprovechan mejor la superficie.
Planta fotovoltaica Puertollano II 100 MW
El proyecto incluye un sistema de bater¨ªas de iones de litio de 5MW, con capacidad de almacenamiento de 20MWh, que permite una mayor manejabilidad de la planta y optimizaci¨®n de las estrategias de control.
Fuente: Iberdrola, 2023
Para captar y aprovechar estos recursos sin fin que no generan emisiones, la tecnolog¨ªa se sofistica y hace cada vez m¨¢s eficiente su mec¨¢nica. Es algo que est¨¢ cambiando el mapa energ¨¦tico de Estados Unidos gradualmente para hacerse m¨¢s limpio, m¨¢s verde.
La energ¨ªa solar, e¨®lica y las bater¨ªas de almacenamiento est¨¢n aumentando su capacidad de generaci¨®n a?o tras a?o y seg¨²n las previsiones de la Administraci¨®n de Informaci¨®n de la Energ¨ªa (EIA en sus siglas en ingl¨¦s), m¨¢s del 80% de la nueva capacidad de generaci¨®n a gran escala que se pondr¨¢ en l¨ªnea en 2023 en el pa¨ªs ser¨¢ de estas tres tecnolog¨ªas.
De hecho, de los 16.8 gigawatts (GW) de generaci¨®n a gran escala instalada en los primeros seis meses de 2023, el 35%¡ª la mayor parte¡ª fue solar, mientras que la que produce el viento supuso el 19% y el almacenamiento en bater¨ªas el 11%.Este dato destaca el papel significativo que juega la energ¨ªa solar en el panorama energ¨¦tico, convirti¨¦ndola en una fuente prominente y sostenible de electricidad.
Pedro Azagra es el CEO de Avangrid, una compa?¨ªa del grupo global Iberdrola y una empresa l¨ªder en energ¨ªa sostenible que posee y opera una capacidad instalada de 8.7 gigavatios sin emisiones en los Estados Unidos, incluyendo energ¨ªa solar y e¨®lica.
Azagra explica que
Para acelerar el futuro de la energ¨ªa limpia en el pa¨ªs, es necesario realizar inversiones tanto en redes como en energ¨ªas renovables. ¡°Sin una mayor generaci¨®n renovable, no podemos satisfacer la demanda energ¨¦tica del pa¨ªs. Pero la modernizaci¨®n de la red por las empresas de servicios p¨²blicos es lo que permitir¨¢ la interconexi¨®n de estas instalaciones solares y e¨®licas. Avangrid est¨¢ invirtiendo en ambos, lo que nos posiciona como l¨ªderes en esta transici¨®n.¡± La programaci¨®n es el proceso utilizado para idear y ordenar las acciones necesarias para realizar un proyecto, preparar ciertas m¨¢quinas o aparatos para que empiecen a funcionar en el momento y en la forma deseados o elaborar programas para su empleo en computadoras.
Pedro Azagra
Pero ?c¨®mo se aprovecha la energ¨ªa solar y e¨®lica con la que se avanza en la descarbonizaci¨®n o reducci¨®n de las emisiones de carbono a la atm¨®sfera? ?Cu¨¢n confiable es?
Jorge Pedr¨®n, el Director de Operaciones de Avangrid Renewables, dice que los mecanismos de generaci¨®n ¡°son simples y complicados a la vez¡± y que aunque estas tecnolog¨ªas han existido durante muchos a?os han avanzado ¡°mucho en los ¨²ltimos 20 a?os¡±.
La energ¨ªa solar o fotovoltaica, explica Pedr¨®n, se crea ¡°cuando la luz del sol llega a los paneles solares. La energ¨ªa de esta luz se absorbe por las c¨¦lulas del panel y crea cargas el¨¦ctricas que se mueven en respuesta a un campo el¨¦ctrico en la c¨¦lula que hace que la electricidad fluya¡±.
Los m¨®dulos solares est¨¢n hechos de varios materiales, principalmente el polisilicio. Cuando reciben la luz, tienen electrones que se liberan y crean una corriente el¨¦ctrica. ¡°Esta corriente continua, que es como le llamamos, tiene que ser convertida a corriente alterna ¡ªque es la que usamos los consumidores¡ª con unos aparatos electr¨®nicos que se llaman inversores¡±, dice Pedr¨®n.
En el caso de la energ¨ªa e¨®lica, se usan aerogeneradores con palas que giran con el viento y crean directamente esa corriente alterna. ¡°En la mayor parte de los casos¡±, explica Pedr¨®n, ¡°entre el rotor y el generador ¡ª que es el que convierte la energ¨ªa mec¨¢nica de rotaci¨®n en el¨¦ctrica¡ª hay una multiplicadora para adaptar la menor velocidad del rotor a 30 RPM o revoluciones por minuto, hasta la mayor cuyo est¨¢ndar es 1.800 RPM. El generador convierte la energ¨ªa mec¨¢nica de rotaci¨®n en energ¨ªa el¨¦ctrica¡±.
Los aerogeneradores de un campo e¨®lico est¨¢n unidos entre s¨ª por cables que llevan la energ¨ªa el¨¦ctrica a una subestaci¨®n transformadora y de ah¨ª se transporta a los usuarios a trav¨¦s de las redes de distribuci¨®n. Los avances tecnol¨®gicos han permitido que todos esos procesos sean cada vez m¨¢s eficientes y que posiblemente lo sean m¨¢s a¨²n en el futuro.
A mediados de los a?os cincuenta se prob¨® la primera c¨¦lula fotovoltaica de silicio con una eficiencia del 5%, es decir que por cada unidad de energ¨ªa solar el 5% era transformado en electricidad. Ahora la tecnolog¨ªa ha llevado a esta eficiencia por encima del 25% y para aumentar eficiencia se est¨¢ tratando de comprobar si se puede producir otra c¨¦lula a la que al silicio se le a?ade perovskita, un mineral que absorbe otro tipo de luz y que puede elevar la eficiencia alrededor del 30%. Adem¨¢s, hay m¨®dulos solares con dos caras que permiten aumentar la eficacia y tambi¨¦n se ha trabajado en mejorar la capacidad de los inversores.
En el caso del viento, Pedr¨®n explica que hay muchas novedades en los aerogeneradores que son m¨¢s altos y superan los 100 metros de altura, y en las aspas que son m¨¢s largas, de 20 a 80 metros. ¡°Pueden ser mucho m¨¢s eficientes en ¨¢reas de vientos de baja velocidad¡±.
El software que controla las turbinas tambi¨¦n ha cambiado permitiendo una mejor respuesta a los cambios de los vientos. ¡°Ahora podemos predecir muy bien cu¨¢l va a ser la producci¨®n en una planta en varios d¨ªas y tambi¨¦n en el largo plazo¡±.
La electricidad solar y e¨®lica son elementos esenciales de la generaci¨®n sin emisiones de carbono a la atm¨®sfera y aunque es una producci¨®n intermitente ya que depende de la meteorolog¨ªa, los momentos de baja o nula producci¨®n se resuelven integrando y equilibrando la producci¨®n de otros campos e¨®licos o solares, otras fuentes de energ¨ªa o el almacenamiento. El director de operaciones de Avangrid admite que es como dirigir una sinf¨®nica. No hay partitura pero si una cada vez m¨¢s acertada predicci¨®n ¡°to sincronizar y equilibrar de manera efectiva diversas fuentes de energ¨ªa¡±.
Con respecto al almacenamiento, que es fundamental, la tecnolog¨ªa est¨¢ evolucionando, aunque hay algunos desaf¨ªos que superar en cuanto a la cadena de proveedores en el pa¨ªs. Cuando estos se resuelvan es de prever que haya una amplia instalaci¨®n de grandes plantas de almacenamientos. Pero va a tomar algo de tiempo. La Asociaci¨®n de Industrias de Energ¨ªa Solar (SEIA en sus siglas en ingl¨¦s) lamenta las barreras a la creaci¨®n de un fuerte sector de fabricaci¨®n de almacenamiento con bater¨ªas, entre ello, los costes de competitividad, el acceso a algunas de las materias primas la experiencia t¨¦cnica y la necesidad de una mayor y diversa fuerza laboral.
Abigail Ross Hopper, la presidenta de SEIA afirma que ¡°no hay duda de que son necesarias inversiones estrat¨¦gicas en la cadena de suministro para poder construir una base de almacenamiento que es imperativa para la seguridad energ¨¦tica de EE UU¡±.
La otra asignatura pendiente es transportar la electricidad que se genera a trav¨¦s de paneles solares y aerogeneradores. ¡°Solar y e¨®lica pueden ampliarse sustancialmente en EE UU porque hay mucho territorio para ello¡±, explica Pedr¨®n, pero ¡°desarrollar nuevos proyectos de energ¨ªa sostenible no es suficiente si no hay una infraestructura de transmisi¨®n que la lleve desde donde se genera a donde la necesita el consumidor¡±.
El reto es que las nuevas fuentes de energ¨ªa est¨¢n donde se encuentran los vientos fuertes, donde hay terreno para poner paneles solares y eso es el desierto de Nuevo M¨¦xico, el oc¨¦ano Atl¨¢ntico o las praderas de Minnesota, es decir, lejos de ciudades o comunidades donde el consumidor necesite que llegue la luz. Para eso se necesita una red de transmisi¨®n m¨¢s amplia.
En estos momentos hay tres: una en el oeste, otra en el este y una tercera en Texas que conectan en pocos puntos y comparten poco. Esas redes tienen que multiplicarse para conectar fuentes con consumidores m¨¢s distantes y mucha m¨¢s energ¨ªa. Seg¨²n c¨¢lculos de la Administraci¨®n, si en 2019 todos los coches hubieran sido el¨¦ctricos, se habr¨ªa necesitado generar entre un 20% y un 50% m¨¢s de energ¨ªa ese a?o.
Desde la SEIA se explica que en los pr¨®ximos 15 a?os la red de transmisi¨®n el¨¦ctrica tiene que duplicarse o triplicarse ¡°si se quiere mantener el ritmo de la demanda de la electrificaci¨®n y acomodar el flujo de energ¨ªa renovable¡±. El c¨¢lculo de esta organizaci¨®n apunta a que se necesita una inversi¨®n cercana a los dos billones de d¨®lares en ello hasta 2050.
Y no solo es una cuesti¨®n de dinero. Si se quiere cumplir con el objetivo de reducir las emisiones ¡°se necesita m¨¢s agilidad en el desarrollo de la infraestructura, el pa¨ªs no se puede permitir d¨¦cadas de desarrollo para los proyectos de transmisi¨®n que son cr¨ªticos para la generaci¨®n de electricidad dom¨¦stica limpia que permita conseguir la independencia energ¨¦tica¡±, explica Pedr¨®n, que insiste como la totalidad de quienes participan en esta industria que los permisos de las muchas administraciones involucradas en el proceso administrativo, tienen que agilizarse.