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El Blog de Ignacio Mártil

consumo de energía eléctrica

¿Se pueden abastecer las necesidades mundiales de energía con energía solar?

17 febrero, 2021 Ignacio Mártil 1 COMENTARIO

En Sin categoría

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 enorme potencial de la energía solar.
El potencial del recurso solar, puesto en comparación con la energía consumida por el planeta en un año.

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¿Es factible un mix de generación eléctrico 100 % renovable?

20 mayo, 2019 Ignacio Mártil 1 COMENTARIO

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En la actualidad, el planeta se enfrenta a un incremento sin precedentes de la demanda de energía, debido por una parte al aumento de la población y, por otro, a la elevación del nivel de vida de una parte muy significativa de la misma.

La disponibilidad de energía barata y abundante sigue siendo crucial para el desarrollo económico; está fuera de toda duda que hay una relación directa entre el consumo de energía per cápita y el Índice de Desarrollo Humano. Además, parece muy poco probable que vaya a disminuir el consumo de energía a escala global en este siglo, especialmente con países en desarrollo vertiginoso como India o China, que concentran cerca del 40 % de la población del planeta.

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¿Qué es el autoconsumo de energía eléctrica?

14 diciembre, 2017 Ignacio Mártil 1 COMENTARIO

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En el año que está a punto de finalizar, hemos asistido en España a una escalada de los precios de la electricidad en el mercado mayorista como no se alcanzaban desde hace tres años. Se invocan diversas causas para justificar ese incremento: poco viento, escasez de lluvia, altos precios del gas, exportaciones a Francia que ha mantenido cerradas varias centrales nucleares durante largo tiempo, etc. El problema no es exclusivo de España, en Francia y en Bélgica ha habido momentos en los que se han alcanzado precios con valores de pico por encima de 200 €/MWh.

El asunto está en todos los medios de comunicación y ha reabierto un debate que nunca se ha cerrado del todo: el autoconsumo de energía eléctrica. Sobre el papel, parece una solución casi mágica: si fuéramos capaces de producir en nuestros domicilios la electricidad que consumimos, todo sería maravilloso. El problema es que, salvo en contadas excepciones, esto no es posible, o al menos, no es una cuestión exenta de dificultades de diversa índole.

En un intento de clarificar algunos de los aspectos relacionados con el autoconsumo de energía eléctrica, en este post y en el próximo voy a explicar tres cuestiones clave: en éste analizaré qué es el autoconsumo de energía eléctrica, y en el siguiente, el porqué sería recomendable incentivarlo y a qué dificultades se enfrenta en la actualidad.

  1. ¿Qué es el autoconsumo de energía eléctrica?

El balance energético diario en un día soleado de una ciudad meridional genérica de España para un hogar típico, se muestra en la siguiente gráfica, que explico con detalle a continuación:

Distribución horaria de los períodos de consumo principal de energía eléctrica (área marrón) y de generación de energía fotovoltaica (área roja) a lo largo de un día soleado. El área azul indica la energía excedente; con balance neto, esa energía se vuelca a la red y se retribuye al precio de la electricidad en ese momento; en instalaciones desconectadas de la red, esa energía se almacena en baterías de las que se hace uso en las horas que no hay sol. Imagen: adaptado del blog de Gesternova.

La mayor parte del consumo de energía eléctrica en los hogares se produce por la mañana (desayunos) y por la tarde-noche (vida familiar, tareas domésticas, cenas…), pero el sol luce en su máximo al mediodía, cuando la demanda de energía es menor.

Una instalación de autoconsumo energético dispone de paneles fotovoltaicos que transforman la energía proveniente del sol en energía eléctrica, con una eficiencia energética que se puede cifrar en el entorno del 15%, es decir, de cada 100 kWh de energía solar, los paneles transforman efectivamente en electricidad 15. Parte de esa energía se consume en el momento, pero hay un gran exceso que si no se almacena o se vuelca a la red, se pierde. Con sistemas de almacenamiento adecuados, como por ejemplo la batería Tesla u otros sistemas equivalentes, se puede guardar la energía sobrante en las horas de máxima irradiación solar para disponer de ella en los períodos de mayor demanda.

Una alternativa lógica a esa situación es simplificar la instalación, no disponer de sistemas de almacenamiento y estar conectado a la red eléctrica, de manera que en las horas centrales del día, cuando se produce más energía de la requerida, el exceso se vuelca a la red y se recibe retribución por ella –si el balance neto está regulado–, y en las horas o días con déficit de sol, se toma de la red la energía necesaria. Así pues, hay dos posibilidades para una instalación de autoconsumo: desconectada de la red (con baterías) o conectada a ésta. El esquema de las instalaciones en cada caso sería el siguiente:

Izquierda: Sistema de autoconsumo desconectado de la red. Derecha: sistema de autoconsumo con conexión a la red eléctrica; nótese en este segundo caso la ausencia de baterías de almacenamiento. Imagen: adaptada de PanelesSolaresPR.com.

En próximos post mostraré las ventajas añadidas de promover el autoconsumo eléctrico y, también, las dificultades a las que se enfrenta en la actualidad en España.

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Bombillas LED, una nueva forma de iluminarnos

23 enero, 2017 Ignacio Mártil 4 COMENTARIOS

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  1. Eficiencia energética de las bombillas LED

La cantidad de luz que emite un sistema de iluminación se mide con una magnitud denominada lúmen (lm). A más lúmenes, más luz. Para conocer la eficiencia con la que una bombilla emite luz, es preciso conocer la potencia eléctrica que necesita para emitirla. Puesto que la potencia eléctrica se mide en vatios (W), la medida de la eficiencia se expresa en lm/W.

Los tres tipos de bombillas de que disponemos en la actualidad poseen eficiencias luminosas muy diferentes: las bombillas incandescentes emiten 15-20 lm/W, lo que representa una eficiencia energética muy baja (4-5%). Las fluorescentes compactas emiten 80-90 lm/W, que traducido a eficiencia representa un 20-23%. Finalmente, las bombillas LED comerciales hoy en día suministran 100-120 lm/W, es decir, su eficiencia es de 25-30%. Por consiguiente, desde el punto de vista energético, las bombillas LED son más eficientes que las otras dos, en especial que las de filamento.

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Acerca de mi

Ignacio Mártil

Soy Doctor en Física (1982) y Catedrático de Universidad (2007) en el área de Electrónica. Realizo mi actividad investigadora en la Universidad Complutense de Madrid, de carácter marcadamente experimental, en el campo de la física de los semiconductores. Soy especialista en propiedades eléctricas y ópticas de estos materiales, así como en dispositivos electrónicos y opto-electrónicos basados en ellos, siendo mi principal objetivo en la actualidad el estudio de conceptos avanzados en células solares.

Mi trabajo científico se concreta en los siguientes indicadores principales: soy co-autor de más de 150 artículos científicos publicados en revistas de alto impacto de ámbito internacional; he presentado cerca de 100 ponencias en congresos internacionales; he participado y participo, como Investigador Principal o como miembro del equipo investigador, en 22 proyectos de investigación financiados con fondos públicos en concurrencia competitiva; he dirigido 7 Tesis Doctorales; finalmente, soy evaluador de publicaciones (“referee”) de 15 revistas científicas internacionales.

Soy miembro de la Real Sociedad Española de Física y realizo un intensa labor divulgativa mediante mi blog personal "Un poco de Ciencia, por favor", que se encuentra alojado en el diario Público

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