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El Blog de Ignacio Mártil

eficiencia energética

¿Qué es el autoconsumo de energía eléctrica?

14 diciembre, 2017 Ignacio Mártil 1 COMENTARIO

En Sin categoría

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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Comparativa del vehículo eléctrico con el tradicional de gasoil o gasolina

3 abril, 2017 Ignacio Mártil 22 COMENTARIOS

En Sin categoría

El vehículo eléctrico avanza lentamente, mucho más de lo que algunos desearíamos. Para tratar de entender sus características principales y las razones que frenan su desarrollo en la actualidad, inauguro con este post una serie de tres en los que iré analizando diversos aspectos del mismo. En esta entrada me centraré en el análisis del vehículo eléctrico desde el punto de vista de su eficiencia energética y lo comparo con el motor de combustión interna.

  1. Eficiencia energética del motor

En los vehículos de motor de combustión interna (en lo que sigue, VMCI) se transforma la energía química del combustible que se quema (gasolina, diésel, keroseno) en energía mecánica, es decir, se transforma calor en trabajo. Es imposible que una máquina convierta toda la energía térmica en trabajo o viceversa, pues siempre hay una parte que se pierde. La relación que hay entre la energía mecánica obtenida a la salida del motor y la energía térmica que tiene el combustible se denomina rendimiento o eficiencia energética. En los motores de combustión esta eficiencia no supera el 25%-30%, el resto de la energía se pierde en forma de calor a través del radiador, escape, bloque motor, etc. Esto significa que, de cada cuatro litros que consume un automóvil, únicamente uno se emplea en moverlo y los otros tres se pierden calentando el motor, sin que se aprovechen de ningún modo. Pero se queman y, por lo tanto, emiten CO2 y otros gases contaminantes a la atmósfera. El detalle de las emisiones producidas por los VMCI lo analizaré en un post posterior.

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Desarrollo tecnológico y eficiencia energética de la energía solar fotovoltaica

27 febrero, 2017 Ignacio Mártil 3 COMENTARIOS

En Sin categoría

El desarrollo tecnológico alcanzado por la energía solar fotovoltaica en los últimos 10-15 años es, sencillamente, impresionante. La eficiencia de las células solares se incrementa un mes tras otro de manera que, en algo más de una década, hemos pasado de paneles con un 12% de eficiencia de conversión de la energía solar en eléctrica a paneles con un 20%. No hay ninguna otra tecnología de generación de energía que haya mejorado sus niveles de eficiencia a este ritmo en las últimas dos décadas. Las centrales basadas en combustibles fósiles tienen un rendimiento de generación de energía eléctrica neta de un 30%, cifra al alcance de la fotovoltaica.

Además, en los últimos años se ha conseguido una drástica mejora de dos factores relacionados con la eficiencia energética de la fotovoltaica, que han frenado su desarrollo durante mucho tiempo.

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Propuestas para un Nuevo Modelo Energético

13 junio, 2016 Ignacio Mártil 2 COMENTARIOS

En autoconsumo, eficiencia energética, energía renovables, modelo energético

En la anterior entrada a este blog detallé las características y limitaciones de nuestro actual modelo energético. En esta, esbozo algunas actuaciones para cambiarlo.

El principal motor de cambio hacia un nuevo modelo deberá basarse en energías renovables, lo que permitirá reducir la dependencia exterior y limitar las importaciones de combustibles fósiles. En efecto, nuestra factura energética es del orden de 35.000 millones de euros/año, a pesar del desplome del precio de los hidrocarburos experimentado en el último año.

España alcanzó en el período 2000-2010 un liderazgo tecnológico e industrial indiscutible en las principales tecnologías renovables: eólica, solar fotovoltaica y solar termoeléctrica, lo que se debería haber aprovechado para propiciar el siempre anhelado cambio de modelo productivo de nuestra economía. Ese liderazgo se logró por una confluencia beneficiosa de esfuerzos en I+D en universidades, centros tecnológicos públicos y empresas privadas. Recuperar ese liderazgo tecnológico es una absoluta prioridad para una nueva política energética.

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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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