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Sobre la tasa de retorno energético de la energía solar

En este post respondo a una pregunta esencial en el mundo de la energía solar fotovoltaica: ¿producen los paneles solares más energía que la que se invierte en su fabricación e instalación? Es decir, analizo el concepto de Tiempo de Amortización Energética (o TiAE) de la energía solar.

El proceso de obtención y purificación del silicio es muy costoso en términos energéticos. Eso ha dado lugar a uno de los “mantras” más duraderos y falsos que persiguen a la energía solar fotovoltaica: el elevado valor de su Tiempo de Amortización Energética o TiAE, es decir, el tiempo durante el que los paneles solares deben estar funcionando para producir la energía que se invirtió en su fabricación. En efecto, durante años se dijo que la energía solar fotovoltaica jamás sería rentable ya que su TiAE era similar o superior al tiempo de vida útil de los paneles. Esto se quedó como una de las “verdades” en contra de su utilización, desmentido por datos perfectamente contrastables.

Falsas creencias con origen en el pasado

El origen de esta idea se encuentra en los primeros años del surgimiento de esta fuente energética. En aquella época, hacia finales de los años 50 del siglo pasado −hace seis décadas−, y debido a que la eficiencia de las células solares de aquel entonces era muy reducida −la primera célula solar comercial de la compañía Bell Telephone tenía una eficiencia del 6 %−, sí era necesario emplear más energía para fabricar una célula de la que ésta era capaz de producir durante su vida útil, pero hoy en día esto ya no es cierto en absoluto, tal y como se muestra en la figura siguiente:

Evolución del Tiempo de Amortización Energética de la energía fotovoltaica.
Evolución del TiAE (Tiempo de Amortización Energética) en el último cuarto de siglo para una instalación fotovoltaica con módulos de silicio multicristalino, localizada en una región con un nivel de irradiación anual de 1.900 kWh/m2, característico del sur de Europa.

En una instalación localizada en una zona con niveles de irradiación similares a los del sur de la Península Ibérica, la evolución del TiAE ha pasado de ser superior a tres años en 1995, a algo menos de uno en la actualidad. Puesto que un panel fotovoltaico tiene una vida operativa de unos 25-30 años, más del 95 % de ese tiempo lo pasa produciendo energía neta adicional a la que se empleó en su fabricación e instalación y esto ocurre en todo el planeta:

Mapa mundial de la tasa de retorno energético de la energía solar.
TiAE expresado en años en diversos países del mundo en 2020 para una instalación de células solares de silicio con una eficiencia del 20 %.

Alternativas al silicio

Con objeto de reducir el TiAE y los costes económicos de fabricación de los sistemas fotovoltaicos, en el mercado existen diversas alternativas al silicio, basadas en otros semiconductores. La siguiente figura muestra el TiAE de las principales tecnologías fotovoltaicas comerciales en la actualidad:

Tasa TiAE de las principales tecnologías fotovoltaicas comerciales.
TiAE para distintas tecnologías fotovoltaicas en una localización con un nivel global de irradiación similar al de la primera figura de este post.

En definitiva, uno más de los mantras que “condenan” a la fotovoltaica y que se quedó anticuado hace más de treinta años.

(El contenido de este post está recogido de forma más amplia y detallada en el Capítulo 3 de mi libro: “Energía solar. De la utopía a la esperanza”, Guillermo Escolar Ediciones, Madrid, 2020).

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Juan Alberto Llaguno Betancourt
Juan Alberto Llaguno Betancourt
21/11/2021 01:54

Cuando se construye una planta fotovoltaica del orden de MW no se almacena en baterías, pues su finalidad es aprovechar la radiación solar en una extensión de terreno determinada e inyectar a la red pública esa energía. Obviamente se necesitará equipamiento electrónico para nivelar la salida con la frecuencia de la red.
Sí son necesarias para los proyectos de autoconsumo, pero en este caso su costo se compensa con la venta a la red pública que hace el usuario por medio del medidor inteligente, de la misma manera que los vehículos eléctricos venden su exceso de carga al conectarse en los estacionamientos.

Ener6
Ener6
03/11/2021 09:16

En el artículo habla de la tasa de los paneles. Pero creo que no menciona la de las baterías y otros aparatos necesarios para instalar paneles solares. Las baterías y otros componentes no producen energía adicional, así que es necesario sumar la energía usada en fabricarlos.

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