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El Blog de Ignacio Mártil

solar fotovoltaica

Almacenamiento con baterías: el futuro de las renovables

13 marzo, 2020 Ignacio Mártil 2 COMENTARIOS

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Las baterías no solo tienen su aplicación inmediata en los teléfonos móviles y los vehículos eléctricos. El futuro del sector del almacenamiento está directamente relacionado con una de las grandes cuestiones pendientes para las fuentes de energías renovables: almacenar la energía excedente producida en las instalaciones solares, eólicas, geotérmicas, etc. Es ahí donde se espera un gran crecimiento en los próximos años:

El almacenamiento de energía es un elemento fundamental para el desarrollo futuro de las renovables.
El gran almacenamiento de energía, clave para el futuro de las renovables.

Los sistemas de almacenamiento van a aumentar gracias al creciente interés por instalar energía solar fotovoltaica en industrias, en los hogares y en pequeñas y medianas empresas.

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Empujón renovable a nuestro mix energético

20 febrero, 2020 Ignacio Mártil HAZ UN COMENTARIO

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Podemos decir que 2019 ha sido el año del resurgir de la industria renovable, con récord de nueva potencia instalada. En efecto, según los datos adelantados por el operador técnico del sistema eléctrico, Red Eléctrica de España (REE), el parque de generación eléctrica español es cada vez más renovable. Durante el año pasado la nueva potencia añadida al sistema, mayoritariamente renovable, ha experimentado un crecimiento del 10 % con la entrada en funcionamiento de 6.456 MW nuevos de energía solar fotovoltaica y eólica.

De esta manera, las energías limpias representan ya el 49,3 % de la capacidad de generación en España. La solar fotovoltaica, que cierra 2019 con más de 8.000 MW de potencia instalada, ha sido este año la tecnología que más ha incrementado su presencia en el parque de generación español.

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Dificultades para una transición energética sostenible

24 abril, 2018 Ignacio Mártil HAZ UN COMENTARIO

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Parece más que evidente que, si queremos un futuro energético sostenible en un planeta amable, el actual modelo energético es inviable. Ahora bien, ¿cómo podemos cambiar el mix energético global?, ¿qué tecnologías se pueden utilizar?, ¿qué dificultades aparecen para esa transición? Veamos…

Fuentes de energía renovables
Fuente de la imagen: news.energysage.com.

  1. Tecnologías renovables para una transición energética

Al día de hoy, no existen otras fuentes de energía alternativas a las basadas en combustibles fósiles y a nuestro alcance que las fuentes renovables, entre las que destacan, tanto por su grado creciente de utilización, como por su cada vez mayor desarrollo y maduración tecnológica, las “nuevas” renovables: eólica, solar fotovoltaica y termosolar; a las que debemos unir las renovables clásicas: hidráulica y biomasa.

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Algunas cuestiones económicas relativas a la energía solar fotovoltaica

8 noviembre, 2017 Ignacio Mártil 1 COMENTARIO

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Como indiqué en la anterior entrada de este blog, el mercado fotovoltaico está dominado en la actualidad por la tecnología de silicio. El silicio es el elemento más abundante de la corteza terrestre, ya que cerca del 30% de ésta es silicio, pero para poder utilizarlo en la fabricación de las células solares debe estar purificado y ser de una calidad elevada. El proceso de purificación es muy costoso y la célula solar se obtiene tras múltiples pasos de fabricación, algunos delicados y que necesitan el uso de maquinarias también muy costosas. Como consecuencia, el precio de las células solares es elevado, aunque se ha reducido significativamente en el último decenio. Así, el coste en el año 2000 era de 4-5 euros/W y hoy en día es de 0,5-0,6 euros/W.

Una  célula solar genera poca potencia eléctrica, dado su reducido tamaño (~4 W), por lo que debe unirse adecuadamente con otras para hacer módulos fotovoltaicos (en los módulos estándar, hay 60, 6 x 10, que tienen unas dimensiones de ~1, 5 m2) y así, obtener potencias más altas. Un módulo suele generar, en condiciones óptimas de iluminación y dependiendo del fabricante, alrededor de 250 W. La eficiencia de conversión de la energía solar en energía eléctrica de los módulos comerciales está comprendida en la margen de 14-22%. Por lo tanto, si se quieren emplear células solares en instalaciones de edificios con objeto de autoabastecer de energía un domicilio típico de una familia integrada por cuatro personas y equipada con todos los electrodomésticos habituales, es preciso utilizar del orden de 20-25 m2 de módulos (12-16 módulos, dependiendo de la irradiación solar).

De otra parte, si lo que se pretende es obtener energía eléctrica en cantidades equiparables a las que generan las centrales térmicas convencionales, por las razones apuntadas en el párrafo precedente, es preciso utilizar decenas de miles de paneles solares y, por lo tanto, millones de células solares. Puesto que, además, el sol solo luce la mitad del día y no lo hace cuando esta nublado, el resultado de todos estos condicionantes es que obtener energía eléctrica a partir de células solares es más costoso que con fuentes de energía basadas en combustibles fósiles o uranio. Como consecuencia de lo indicado, hoy en día el precio de la electricidad de origen fotovoltaico es del orden de 0,15-0,4 euros/kWh. Por comparación, el precio de la energía eléctrica de origen nuclear es 0,05-0,1 euros/kWh. Para situar esos datos, en los últimos meses el precio medio al que estamos pagando la energía eléctrica que consumimos en nuestros hogares es de ~ 0,12-0,14 €/kWh, aunque últimamente y debido a la gran sequía que padecemos (entre otros factores), ha habido repuntes espectaculares, alcanzando el precio de la electricidad puntualmente valores de hasta 0,18 euros/kWh hace pocas semanas.

La energía eléctrica obtenida con células solares tiene contrapartidas muy evidentes a su coste, siendo las dos principales que es una energía limpia, lo que evita emisiones de CO2 a la atmósfera, y que permite mayor independencia energética, aspecto muy importante para un país como España, que importa cerca del 80% de la energía primaria que necesita para hacer funcionar las industrias, los automóviles, las cocinas, las lavadoras…

  1. Los mayores fabricantes del mundo de células solares

Al comienzo de este siglo, cuando aún no había empezado a generalizarse su uso, entre los principales fabricantes del mundo había empresas de varios continentes y países, España entre ellos (Isofotón). En la actualidad, los fabricantes europeos o han desaparecido (la británica BP Solar) o han sido absorbidos por fabricantes asiáticos (la alemana Q-Cell, adquirida en 2012 por la surcoreana Hanwha, es uno de los ejemplos más representativos de esta situación). Pero la ciencia que hay detrás de las células solares para mejorar sus características se lleva a cabo en laboratorios de todo el mundo y las aportaciones a la misma de países como el nuestro son muy significativas y obtienen gran reconocimiento internacional.

La siguiente tabla recoge la lista de los diez primeros fabricantes del mundo en el año 2016, entre los que solo hay dos que no están instalados en Asia, la canadiense Canadian Solar y First Solar, de EEUU:

Diez primeros fabricantes del mundo de células solares.

Se tienen sospechas de que en los últimos años los fabricantes chinos han practicado “dumping”, proceso de venta por debajo de costes incentivado por su propio gobierno, para penetrar decisivamente la mayoría de los mercados mundiales.

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El auge de las energías renovables

13 diciembre, 2016 Ignacio Mártil 4 COMENTARIOS

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En el siglo XXI, las energías renovables han adquirido un protagonismo sin precedentes respecto de cualquier otra fuente de energía, pasando en poco más de veinte años de ser una curiosidad científica a formar parte de la solución del problema energético. Esto ha sido especialmente relevante para dos tecnologías: la eólica y la solar fotovoltaica. Repaso algunos detalles de ambas en este artículo.

  1. Energía Eólica

Entre las diferentes fuentes de generación de energía renovable, el viento fue el primero en alcanzar una penetración a gran escala en la industria energética. La potencia eólica instalada acumulada en el mundo se muestra en la figura, que detalla la evolución de esta tecnología durante los años transcurridos desde comienzo de siglo. Al final de 2015 había instalados 430 GW. Como la solar, su principal inconveniente reside en su carácter intermitente, lo que la hace poco previsible. Desarrollar sistemas de almacenamiento adecuados y de gran escala es imprescindible para aumentar el valor de la electricidad generada por el viento. No obstante, hoy en día la generación de energía eólica ya ha demostrado su papel probado en el mix energético de gran número de países, incluyendo a España, y su competitividad futura en relación con los combustibles fósiles sólo mejorará en años sucesivos.

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Limitaciones de las energías renovables

5 octubre, 2016 Ignacio Mártil HAZ UN COMENTARIO

En combustibles fósiles, energías renovables

Los principales factores que limitan el uso generalizado de las fuentes de energía renovable son tres. Los resumo a continuación:

  • Variabilidad de los recursos renovables:

Por su propia naturaleza, las fuentes renovables son variables. Esta es la principal razón que se invoca en contra de su utilización masiva. Las redes actuales de distribución de energía eléctrica que utilizan fuentes renovables compensan esa variabilidad con plantas alimentadas por combustibles fósiles o uranio para asegurar el suministro.

Mientras la contribución renovable se mantenga en el entorno 20-30% del total, los sobrecostes del sistema para compensar la variabilidad son asequibles en general, sobre todo si se contabilizan como beneficios los abaratamientos por las emisiones de CO2 evitadas y también las importaciones de combustible ahorradas. Sin embargo, si las energías renovables suministran una mayor proporción de la energía a la red eléctrica, son necesarias otras medidas que aseguren el suministro para cuando no sople el viento y en los días nublados.

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La moratoria renovable

13 abril, 2016 Ignacio Mártil 2 COMENTARIOS

En déficit de tarifa, energía renovables, mercado eléctrico, mercado mayorista, precio de la electricidad

La energía eléctrica obtenida mediante tecnologías que utilizan el viento (eólica) y el sol (fotovoltaica y termoeléctrica) reciben unas primas por volcar a la red la energía obtenida. Unos cálculos sencillos aunque laboriosos muestran que, con el precio del vatio solar o eólico en 2007-2008, cuando se produjo el boom de las energías renovables, la energía sólo podía entrar en el mix energético si se retribuían con dichas primas. Esto ha sido utilizado torticeramente para culpabilizarlas del déficit de tarifa del sistema eléctrico, entre otros sinfín de males. Como prueba de la campaña en su contra, la figura muestra la evolución de la capacidad instalada año a año para la eólica y la solar fotovoltaica desde 2007 hasta el año pasado. La figura no puede ser más elocuente:

Capacidad renovable instalada año a año en España. Izquierda, solar fotovoltaica; derecha: eólica.

Capacidad renovable instalada año a año en España. Izquierda, solar fotovoltaica; derecha: eólica.

 

En ese sentido, la moratoria renovable decretada por el Gobierno del PP de la legislatura pasada se basó en medias verdades y mentiras completas que no hacen más que introducir desconcierto y perplejidad entre la ciudadanía. Además, en ningún momento quienes argumentan contra las renovables se acuerdan de destacar los beneficios que se obtienen con ellas. Al margen de los esgrimidos habitualmente (medioambientales, independencia energética), hay otros que son de naturaleza esencialmente económica, en los que me detendré en los siguientes párrafos.

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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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