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1 AUTORES CIENTÍFICO-TÉCNICOS Y ACADÉMICOS Parques solares. José Manuel Huidobro Ingeniero de Telecomunicación à Introducción E spaña, por su privilegiada situación y climatología, se ve particularmente favorecida respecto al resto de los países de Europa, ya que sobre cada metro cuadrado de su suelo inciden al año unos kilovatios-hora de energía, que puede aprovecharse directamente, o bien ser convertida en otras formas útiles como, por ejemplo, en electricidad, mediante la utilización de paneles fotovoltaicos, agrupados en una planta solar para una mejor explotación. Esta modalidad de explotación genera un importante negocio para empresas y particulares, y crea nuevos puestos de trabajo, augurándosele un excelente porvenir. En el año 2006 se alcanzaron los 120 megavatios de potencia fotovoltaica instalada en España, situándonos como segundo país europeo, detrás de Alemania, y cuarto a nivel mundial, según datos de la Asociación de la Industria Fotovoltaica (ASIF). Es previsible que el ritmo actual continúe los próximos años, a tenor de las solicitudes de instalación presentadas ante las distintas administraciones, y que para el año 2010 se alcance la cifra de los 400 megavatios de potencia instalados, previstos en el Plan de Energías Renovables para el aprobado por el Gobierno en el año Ya empieza a ser común, cuando viajamos por nuestras carreteras, ver no sólo los molinos eólicos (aerogeneradores) que generan electricidad movidos por el viento, sino grandes extensiones de campo cubiertas de paneles fotovoltaicos para generar electricidad a partir de la energía radiada por el Sol. También es común ver los tejados de algunos edificios o naves cubiertos con este tipo de paneles, como es el caso de los del Distrito C de Telefónica en Madrid. Ambos tipos de energía son renovables y limpias (contribuyen al desarrollo sostenible ya que su producción no genera emisiones de CO2 ni de otras materias contaminantes), siendo una alternativa muy importante de cara al 53

2 ACTA Parques solares. futuro, al ser inagotables, frente a la hidráulica, la nuclear y la térmica. Figura 1. Parque solar. Eólica y solar. Cada una tiene sus ventajas e inconvenientes, son más adecuadas en unos lugares o en otros, pero ambas tienen en común que representan un negocio para los que apuestan por ellas, como queda demostrado por el auge de las distintas empresas que se están dedicando a su instalación y explotación, lo que ha causado una sobredemanda de paneles solares que los fabricantes (Atersa, BP Solar, Isofotón, Kyocera, Sharp, Siemens, Solaria, etc.) no son capaces de cubrir. A causa de ello se encarece su precio y el de los terrenos, y es necesaria una permanente vigilancia de las instalaciones para evitar el vandalismo y el robo de los ya instalados. Un caso particular es la energía fototérmica. En las centrales solares que emplean el proceso fototérmico, el calor de la radiación solar calienta un fluido y produce vapor que se dirige hacia la turbina produciendo luego energía eléctrica. El proceso de captación y concentración de la radiación solar se efectúa en unos dispositivos llamados heliostatos, que actúan automáticamente para seguir la variación de la orientación del Sol respecto a la Tierra. Existen diversos tipos de centrales solares de tipo térmico, pero las más comunes son las de tipo torre, con un número grande de heliostatos. Para una central tipo de solo 10 MWe, la superficie ocupada por los heliostatos es de unas 20 Ha. La energía solar fotovoltaica es una tecnología que genera corriente continua (potencia medida en vatios) por medio de semiconductores cuando son iluminados por un haz de fotones. Mientras la luz incide sobre una célula solar, que es el nombre dado al elemento fotovoltaico individual, se genera potencia 54 eléctrica y cuando la luz se extingue, la electricidad desaparece. Las células solares no necesitan ser cargadas como las baterías y algunas vienen manteniéndose en operación terrestre o en el espacio desde hace 30 años. La energía solar fotovoltaica presenta ventajas e inconvenientes, tanto técnicas como no técnicas. A menudo, las ventajas y desventajas son diametralmente opuestas a las de las centrales térmicas convencionales de carbón o petróleo. Por ejemplo, las plantas de combustibles fósiles provocan emisiones peligrosas para el medio ambiente, usan una fuente limitada, su coste tiende a crecer y no son modulares, es decir, no se pueden hacer plantas pequeñas. La energía solar no tiene ninguno de esos problemas; por el contrario, tiene la desventaja de su difícil almacenamiento. Ambas tecnologías coinciden en ser muy fiables. VENTAJAS INCONVENIENTES Limpia, renovable, infinita, silenciosa Gran inversión inicial Retribuida económicamente la producción para venta a red Dificil almacenamiento Subvenciones Proceso de fabricación de módulos complejo y caro Corto pay-back de la energía No competitiva con otras energías en la actualidad Sin partes móviles y modular Producción variable según climatología y época del año Tabla 1. Ventajas e inconvenientes de la Energía Solar Fotovoltaica. à El negocio de la energía solar Según datos del Centro Nacional de Energías Renovables de España (CENER), el 90% de la demanda de electricidad de la Unión Europea podría satisfacerse con la energía solar que reciben los países mediterráneos, entre ellos España, ya que es uno de los que recibe mayor radiación solar. Por todo lo anterior, este sector está llamado a experimentar uno de los mayores crecimientos en los próximos años. Aunque la energía solar fotovoltaica se considera una forma cara de producir energía es, muy a menudo, en aplicaciones aisladas de la red, la solución más económica de suministro eléctrico. El crecimiento del mercado mundial indica que la electricidad producida a partir de la radiación solar ha penetrado en muchas áreas en las que es económicamente viable. Además, el crecimiento rapidísimo de los sistemas

3 Parques solares. conectados a la red se ha hecho atractivo para particulares, compañías y gobiernos que desean contribuir al establecimiento de un sistema de suministro eléctrico más benigno con el medio ambiente. rentabilidad será neta, descontando los gastos de mantenimiento, por lo que puede ser una buena idea para invertir a largo plazo, por ejemplo, de cara a la jubilación. Las huertas solares acercan la inversión en energías renovables a cientos de personas, que se agrupan para mejorar la eficacia de la inversión y disminuir el riesgo. A las instalaciones que tradicionalmente se colocaban en tejados, naves industriales y otros lugares más o menos alejados, se añaden las huertas solares, apropiadas para los que no disponen de esas instalaciones. INSTITUTOS Y CENTROS DE INVESTIGACIÓN CIESC CIEMAT ITER CENSOLAR IES Centro de Ingeniería Energética y Sistemas Complejos. Grupo de la UPV donde se realizan trabajos de investigación y desarrollo en el campo de la calidad energética. Instituto de Energías Renovables. Experiencia en el sector y numerosas publicaciones en el campo de las energías renovables. Instituto de Energías Renovables de Canarias. Posee numerosas instalaciones eólicas y solares fotovoltaícas. Centro de Estudios de la Energía Solar. Posee una publicación especializada (Era Solar) e imparte cursos de formación a distancia. Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid. Figura 2. Irradiación anual (kwh/m 2 ) según los valores del Atlas Europeo de Radiación Solar. El concepto de Huerta Solar surge como una nueva y segura forma de inversión que permite a distintos inversores tener en un mismo terreno o parcela, sus instalaciones fotovoltaicas, reduciendo de este modo los costes de mantenimiento, infraestructura y vigilancia. Para desarrollar una huerta solar sólo se requieren terrenos de baja o nula productividad, en altura, bien orientados, próximos a la red eléctrica y en los que se puedan instalar paneles fotovoltaicos. La venta de la energía producida por una instalación fotovoltaica está garantizada y regulada por Ley, ya que el actual marco jurídico, el Real Decreto 661/2007, obliga a la compañía eléctrica distribuidora a comprar la energía producida por la instalación a un precio determinado o Tarifa. Dicha obligación queda establecida para todo el periodo de vida útil de la instalación, por lo que, además, también puede ser una buena inversión para los particulares, ya que se les garantiza una rentabilidad que puede estar entre el 8% y el 12% anual durante 25 años. Para amortizar la instalación se requerirá un plazo aproximado de ocho a diez años, y a partir de entonces la àplanta solar fotovoltaica Si vamos más allá de lo que puede ser una pequeña instalación fotovoltaica para suministrar de energía una casa, extraer agua de un pozo, alimentar unos postes de emergencia en una carretera o unos parquímetros en la ciudad, tenemos que, agrupando unas células solares se puede generar una cantidad importante de energía, muy superior a la que podemos consumir. Así, pues, el exceso, se lo podríamos vender a la compañía eléctrica de nuestra zona y obtener un beneficio por ello. Figura 3. Panel solar.para abastecer una instalación individual. 55

4 ACTA Parques solares. Actualmente existen dos formas de utilización de la energía fotovoltaica: n Autoconsumo. La instalación es un elemento no conectado a la red pública y sirve para abastecer a una vivienda aislada utilizándose la producción eléctrica para el autoconsumo. El usuario accede a su propia energía de manera independiente con sus propias baterías acumuladoras para períodos de no radiación. Se pueden contemplar también en estos casos el uso de energías complementarias para garantizar el suministro energético. n Integración en la red eléctrica. La instalación solar se conecta a la red eléctrica pública permitiendo esta conexión el intercambio de energía con la red eléctrica, con la aportación de excesos a la misma y su utilización en períodos de menor producción. Una instalación fotovoltaica conectada a red aprovecha la radiación solar para generar electricidad mediante paneles fotovoltaicos, cuyo componente fundamental es la célula solar, no la fotoeléctrica, con la que en algunas ocasiones se suele confundir, formada por un material semiconductor habitualmente silicio que proporciona una potencia eléctrica cuya magnitud es dependiente de la energía solar que incide sobre ella. También, la energía solar fotovoltaica es distinta de la energía solar térmica, aunque ambas provienen de la misma fuente: el Sol, pero los principios de extracción son muy diferentes; además, la energía fotovoltaica se puede transportar a gran distancia mediante la red eléctrica de distribución, mientras que la térmica no, y ha de utilizarse en el mismo lugar en el que se ha generado. Una planta solar fotovoltaica es una agrupación de instalaciones solares fotovoltaicas instaladas en un mismo lugar (parque o huerto solar) y conectadas a la red eléctrica para la venta de toda la energía generada a la compañía eléctrica con la cual se haya establecido el contrato. Un parque solar suele estar realizado y gestionado por una empresa eléctrica, o constructora a través de una filial dedicada a las energías renovables, o una empresa gestora/instaladora. En el caso de las huertas solares -un nuevo concepto de aprovechamiento solar (las primeras se instalaron en el año 2002 en Navarra), que permite a particulares poder invertir directamente en pequeñas instalaciones fotovoltaicas de su propiedad, agrupadas en un terreno común parcelado- la empresa gestora es la que se encarga de realizarlas llave en mano, utilizando la financiación propia o de terceros. La instalación y, por defecto, la energía generada e inyectada podrán estar a nombre de una persona, una sociedad mercantil o una entidad. Cada instalación tiene su propietario, pero todas las instalaciones se ubican conjuntamente dentro del parque fotovoltaico. Puesto que hay un agrupamiento de las instalaciones se obtienen una serie de ventajas, como un servicio más completo y de mayor calidad, garantías de la recuperación de la inversión, facilidades de financiación, servicios de vigilancia común, espacio para la instalación, cobertura de riesgos mediante una póliza común, mantenimiento. En cuanto a las dimensiones de cada instalación de una huerta solar, se puede elegir entre 11 kwp, 22, 33, 44 kwp, y así hasta un máximo de 110 kwp (100 kw) en múltiplos de 11 kwp. Para cada inversor persona física o sociedad mercantil lo recomendable es no sobrepasar los 100 kw o 110 kwp, puesto que la bonificación de la prima es 0, e/kwh con evolución de IPC-0,25% hasta 2012 e IPC-0,5% hasta 25 años para instalaciones no superiores a 100 kw, según se establece en el Real Decreto 661/2007. Según sus impulsores, la ubicación de estas instalaciones solares comunitarias, en puntos de muy alta radiación solar y con gran cantidad de horas de sol, garantiza una producción elevada y rentable. Por ello, aseguran, se trata de un buen negocio que favorece al medio ambiente, al bolsillo de los inversores y a la sociedad en general, al apostar por las energías renovables. Evidentemente, los paneles solares solamente producirán energía durante el día, aunque no es necesario que haga sol, pudiendo estar nublado, pues también la luz difusa los irradia, aunque, eso sí, la captación de energía y, consecuentemente, su rendimiento será muy inferior. La electricidad que se genera en estos paneles en corriente continua es modificada por un inversor que la convierte en corriente alterna. Esta electricidad Figura 4. Funcionamiento de una instalación solar fotovoltaica conectada a la Red. 56

5 Parques solares. transformada a corriente alterna se inyecta a la red por medio de un contador que contabiliza los kwh que se entregan a la red de distribución. para conseguir hasta un 35% más de rendimiento que los fijos. La tecnología para fabricar paneles solares puede ser, básicamente, de dos tipos: El seguidor es la estructura que sustenta los módulos fotovoltaicos y que siguen la trayectoria del Sol a lo largo del día. Pueden ser de dos tipos: n Módulos planos convencionales, que es la n Seguidores de un eje: mantienen el módulo fijo tecnología más extendida en la actualidad, consiguiéndose un rendimiento de hasta un 20%. n Módulos fotovoltaicos de concentración, que constituyen el último avance, siendo su rendimiento muy superior, en torno al 30%. A su vez, los paneles se pueden instalar sobre una estructura fija más económico pero con peor rendimiento, ya que el Sol va moviéndose del Este (orto) al Oeste (ocaso), o en una torre con seguimiento solar en uno o dos ejes, mediante un sistema de seguimiento y orientación de la torre a los rayos solares, compuesta por equipos hidráulicos y sistemas electrónicos de control, que resulta más cara pero que facilita una mayor captación de la irradiación solar con una determinada inclinación y giran de Este a Oeste a lo largo del día, siguiendo la trayectoria solar. Aumentan la producción en un 20% respecto a las instalaciones de estructura fija orientadas al Sur. n Seguidores de doble eje: siguen la trayectoria del Sol de Este a Oeste al igual que los de un eje, pero además varían la inclinación al objeto de mantener la perpendicularidad frente a los rayos solares. En este caso, se llega a conseguir un aumento de la producción de hasta un 35% frente a las instalaciones fijas. Inversor o convertidor: que convierte la corriente continua en alterna para poder ser vertida a la red y, posteriormente, consumida por todos los usuarios. Contador: antes de poner en funcionamiento una instalación fotovoltaica es necesario que la compañía eléctrica conceda un punto de conexión en la que verter la electricidad a la red. Dado que una planta solar fotovoltaica puede estar compuesta por varias instalaciones independientes, es necesario que cada una de ellas disponga de un contador que recoja su producción y así contabilizar la venta de electricidad a la compañía eléctrica. à Ventajas e inconvenientes de la energía solar Aunque la energía que recibimos del Sol es absolutamente necesaria, pues sin ella no habría vida en la Tierra, y esto sería más que suficiente para hablar sólo de ventajas, si la consideramos como una de las energías alternativas (la más importante) ofrece todas las ventajas sociales y ambientales de este tipo de energías, entre las que cabe destacar: n Utiliza recursos naturales inagotables: la luz del Sol. n Es una energía limpia que no genera emisiones de gases contaminantes ni otro tipo de residuos. Figura 5. Paneles con orientación fija y seguidor solar. n Es una solución ideal para disponer de electrici- dad en zonas aisladas. 57

6 ACTA Parques solares. n Es la única energía renovable que puede instalarse a gran escala dentro de las zonas urbanas. n Sus costes tienden a disminuir, conforme su producción se incrementa. n Gran durabilidad; resultan prácticamente inalterables al paso del tiempo. n El riesgo de accidentes es muy bajo porque no hay elementos en movimiento, la manipulación de energía no implica peligro alguno y no requieren apenas mantenimiento. n En el caso de instalaciones conectadas a la red, hay subvenciones públicas y primas a la producción. n Los paneles y la estructura de soporte pueden desmontarse al final de la vida útil, pudiendo reutilizarse. Entre los inconvenientes, no comparables con los de las fuentes de energía convencionales, y más bien propios de las instalaciones y parques solares, podemos mencionar: n El impacto visual de los parques solares, que suelen ocupar grandes superficies de captación. n Sólo se produce energía mientras hay luz y depende del grado de insolación. n El coste de las instalaciones es elevado, sobre todo si se compara con otros países europeos. n El período de amortización de la inversión es largo, de unos diez años. n El rendimiento es bastante bajo, debido a la baja eficiencia de las células solares, en muchos casos inferior al 20%. n El tiempo que deben esperar, según manifiesta la Asociación de la Industria Fotovoltaica (ASIF), las pequeñas y medianas instalaciones fotovoltaicas para que las compañías eléctricas las homologuen y compren su producción. àrentabilidad de una planta La rentabilidad que se obtendrá será función de varios factores: n Ingresos de la energía vendida: el precio por kwh vendido a las compañías eléctricas se encuentra actualmente fijado en el 0,44 e/kwh, para instalaciones menores de 100 kw con una evolución anual de IPC-0,25% hasta el 2012 y a partir de entonces será de 0,35 e/kwh y de IPC-0,5% hasta 25 años. Para instalaciones mayores de 100 kw y menores de 10 MW a 0,41 e/kwh y a 0,33 e/kw respectivamente. Así, pues, los ingresos están garantizados al menos durante 25 años (RD 661/2007). En el caso de una instalación de 11,00 KWp que genere al año, por ejemplo, kwh los ingresos anuales serán de e/año +IVA. Si la inversión realizada es proporcional, el cálculo de los ingresos será directamente proporcional. n Duración de la instalación: la vida útil de este tipo de instalaciones es muy amplia. Las previsiones iniciales eran de unos 30 años, pero con los nuevos materiales y el análisis histórico de las instalaciones existentes, los expertos determinan que pueden estar por encima de los 40 años. Los propios fabricantes de paneles solares garantizan que en ningún momento se obtendrán ratios menores del 90% durante los 10 primeros años de la instalación y del 80% durante 25 años. En ese caso se procedería al cambio de los paneles solares. n Mantenimiento de la instalación: para optimizar el funcionamiento de la instalación a lo largo de su prolongada vida útil, habrá que realizar una serie de reparaciones o sustitución de algunos de los componentes, como fusibles, el inversor, etc., que variará en función de la instalación. También hay que realizar una limpieza periódica de los paneles y la vigilancia de las instalaciones; esto último puede hacerse de manera remota mediante un sistema de supervisión que, además, nos puede dar información de la energía producida en cada momento. Figura 6. Potencia instalada en España

7 Parques solares. àlegislación aplicable La Ley del Sector Eléctrico 54/1997, que estableció un nuevo marco para el funcionamiento del sector eléctrico, y la Ley 66/1997, la cual permite que la producción de energía eléctrica obtenida por fuentes de energía renovables, pueda ser considerada como de sistemas de producción en régimen especial, y por tanto se les aplique todo lo que se desarrolle al respecto. El desarrollo de esta última Ley se realiza en el Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, por el que se establece la metodología para la actualización y sistematización del régimen jurídico y económico de la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial. Y en el cual se garantizan los ingresos durante 25 años. El RD 661/2007 contempla una retribución fija indexada al IPC en lugar de a la TMR (Tarifa Media o de referencia) dependiente del tamaño de la instalación. El Real Decreto 1663/2000, sobre conexión de instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión. Estas dos normas establecen las condiciones generales que regulan este tipo de instalaciones. Es una normativa más bien técnica que afecta a la empresa instaladora. En las páginas web y se muestran algunas de las páginas de Internet más populares en relación a las energías renovables. Las web de la Asociación de la Industria Fotovoltaica (ASIF) y de la Asociación de Productores de Energías Renovables están en y respectivamente. Otras referencias web: IDAE: ASIF: European Photovoltaic Industry Association: Plataforma Tecnológica Fotovoltaica: Revista Photon: 59