Empiezo este post con un dato apabullante: en la superficie de la Tierra, la densidad de potencia incidente debida a la energía emitida por el Sol, tras atravesar la atmósfera, es de 1.366 W/m2, valor que se conoce como Constante de Irradiación Solar y permanece casi inalterada en el transcurso del año, debido a que la radiación solar varía poco de un mes a otro.
En otras palabras, la cantidad de energía solar que llega a la superficie de la Tierra es gigantesca. Si se utiliza el dato anterior para calcular la cantidad total de energía que incide sobre la superficie de la Tierra cada año, esa energía es 1,1 x 1018 kWh, que es ¡7.000 veces el consumo mundial de energía primaria! Por esta razón, podemos considerar que la energía solar es la fuente de energía renovable más valiosa y el recurso más capaz de desplazar los combustibles fósiles en un mundo libre de emisiones. Esto lo ilustra de manera muy llamativa la figura siguiente:
El Sol, ¿recurso abundante?
A la vista de los datos del apartado anterior, surge la pregunta natural: ¿podemos servirnos del Sol para satisfacer la demanda energética mundial? Podemos plantearnos cuánta superficie se necesitaría cubrir con paneles solares para satisfacer las demandas energéticas globales.
La energía eléctrica producida en el mundo en el año 2018 (el más reciente para el que disponemos de datos globales) fue de 23.766 TWh. Esa energía se podría producir con una instalación de paneles solares con una eficiencia energética total del 14 % (valor característico de la mayoría de los sistemas fotovoltaicos comerciales, incluyendo en esa cifra todos los factores de pérdidas posibles, tales como eficiencia de las células solares que los integran, temperatura de trabajo, posible efectos de sombras entre los módulos, etc.), situada en el desierto del Sáhara que ocupara un cuadrado de 380 kilómetros × 380 kilómetros = 144.400 km2:
Derecha: superficie de terreno que habría que cubrir con paneles solares para satisfacer la demanda de energía eléctrica en España.
El inmenso potencial del recurso solar
Es evidente que una instalación de tal magnitud, así como el transporte de la energía producida al resto del planeta, hacen que la idea sea cercana a la ciencia ficción, pero ilustra perfectamente el inmenso potencial que tiene el recurso solar.
Si restringimos el análisis anterior a una escala doméstica, utilizando los datos de producción de energía eléctrica de España en el año 2020 (250 TWh), una superficie de 54 kilómetros x 54 kilómetros = 2.916 km2 (el 24 % de la superficie de la provincia de Guadalajara, por ejemplo), cubierta con paneles solares, proporcionaría toda esa energía [2].
En definitiva, podemos afirmar, sin lugar a dudas, que el recurso solar es, sencillamente, descomunal. Por consiguiente, la energía solar fotovoltaica es una fuente energética de inmenso potencial y capacidad prácticamente ilimitada.
[1]El cálculo está hecho de la siguiente forma:
Superficie de los paneles = Energía consumida en un año/ (densidad de radiación solar incidente x eficiencia del sistema fotovoltaico):
El valor de la densidad de irradiación en promedio anual para el desierto del Sahara es 2.600 kWh/m2. Para el cálculo he supuesto que en una instalación fotovoltaica la superficie que ocupan los paneles representa el 50 % del total, para facilitar el acceso a los diversos componentes de la misma de cara a su mantenimiento, reparación o sustitución.
[2] El cálculo es idéntico al realizado para obtener la producción mundial de energía eléctrica, suponiendo ahora una densidad de irradiación anual promedio para la Península Ibérica de 1.500 kWh/m2.
(El contenido de este post está recogido de forma más amplia y detallada en el Capítulo 1 de mi libro: «Energía solar. De la utopía a la esperanza”, Guillermo Escolar Ediciones, Madrid, 2020).
Muy didáctico y explicativo el documento; está al alcance de toda persona. De esta forma ayuda a que las personas que no son versadas en estos temas empiecen a ampliar su frontera de conocimientos. Solo agregaría una idea, y es que la biomasa y los vientos son resultado de la acción del Sol sobre la Tierra, luego este ítem puede incrementar en algo el potencial energético que nos proporciona el Sol.
¿Sería posible utilizar únicamente placas fotovoltaicas para abastecer de energía a toda la Tierra o nos faltaría superficie para colocarlas?