Por Eduardo Porras Fernández, director de la División de Energías Renovables de SEMI
Unas superficies idóneas que podrían contribuir a la producción de energía eléctrica para suplir las necesidades mundiales en localizaciones dispares.
La elevada radiación solar al año, hace de los desiertos localizaciones estratégicas para aprovechar al máximo este recurso natural. En estas zonas sólo en seis horas se recibe más energía solar de la que consume la humanidad en un año. Tal como indican los expertos, asumiendo que el porcentaje de eficiencia de conversión de toda la irradiación que existe en una determinada superficie es del 8%, sólo sería necesario una parte de cualquier gran desierto del planeta para llegar a producir los 18 TW (teravatios), o 18.000 GW que se estiman necesarios para abastecer al mundo.
Resistencia a la arena y protección de células: los retos más difíciles
La industria lleva años investigando en este campo para eliminar los problemas que puede ocasionar la arena del desierto al funcionamiento de las células solares de las placas. Entre los métodos que se están desarrollando se trabaja en recubrimientos especiales que permitan a los paneles solares soportar mejor formas de suciedad como la arena, el polvo y otras sustancias que se encuentran en el medio ambiente del desierto. Un proceso que se centran en investigaciones atómicas y la manipulación de los materiales a nanoescala y que se lleva a cabo por empresas del sector en colaboración directa con entidades como el Instituto Masdar de Ciencia y Tecnología de Abu Dhabi.
Asimismo, se pretende que necesiten menos agua para su limpieza, con el fin de que, al ensuciarse menos, este tipo de instalaciones sea más competitiva, ya que se adaptará mejor a las exigencias del clima desértico y seco de estas zonas.
Respecto a la tecnología de placas, junto a los continuos avances en silicio cristalino convencional, que continúan introduciendo mejoras para reducir costes y mejorar la potencia de salida de los paneles solares y su eficiencia, se ha comenzado recientemente una innovadora línea de producción piloto que centra la idea en la creación de una nueva célula solar de doble cara para que se pueda absorber la luz tanto por la parte delantera como por la trasera. La idea es aprovechar también la luz que se refleja en la parte posterior de los paneles y aumentar la potencia de salida. Un modelo especialmente indicado para aquellas instalaciones solares que se construyen sobre terrenos muy arenosos, como los desiertos, ya que es altamente reflectante. Las cifras indican los grandes beneficios que se podrían obtener, mientras que un panel solar de un solo lateral puede generar 340 vatios, uno de dos caras puede generar hasta 400. Es decir, se podría aumentar la generación de electricidad de los paneles hasta un 20% más.
En cuanto a su colocación, los investigadores indican que lo más idóneo sería ubicarlos de forma vertical, al estilo de las vallas, ya que así se permitiría recoger tanto la radiación solar de la mañana como la de la tarde. Además, no acumularían tanto polvo, lo que podría ayudar a hacer que el sistema sea rentable.
Aparte de estas grande líneas de investigación sobre resistencia a la arena, ya existen en el mercado una serie de paneles solares que han superado satisfactoriamente el test “tormenta de arena” de acuerdo con el protocolo IEC 60068 de SGS, una entidad encargada de inspección, verificación, ensayos y certificación. En estas pruebas, ya se han comprobado los grandes rendimientos de los paneles que utilizan monocristalino (c-Si) en las condiciones solares áridas, asegurando su fiabilidad y durabilidad en condiciones extremas.
Todos estos grandes avances contribuyen a que los principales proyectos fotovoltaicos y termosolares en grandes desiertos sean cada día una realidad más cercana que abre unas infinitas posibilidades al aprovechamiento de las energías renovables en zonas aisladas, despobladas y territorios arenosos.
El reto logístico de los desiertos
Aparte de los retos tecnológicos que suponen las condiciones climáticas adversas (polvo, viento, altas temperaturas, etc.) de los emplazamientos donde se sitúan los parques fotovoltaicos, todos ellos, por su especial ubicación, comparten un problema común de carácter logístico y organizativo con otras infraestructuras.
Por este motivo, es muy importante que los estudios económicos y de viabilidad de estas localizaciones remotas, tanto para el campo fotovoltaico como para las instalaciones de evacuación eléctrica (líneas de alta tensión, subestaciones, etc.) en su fase de contracción y mantenimiento, tengan en cuenta una serie de factores específicos, entre las que cabe destacar:
• Accesibilidad:
Aunque para estas instalaciones no se requieren transportes especiales por peso y longitudes excesivas (como en las de generación eólica, por ejemplo), por su propia condición desértica, la mayoría de las localizaciones no han necesitado del acceso de seres humanos (ni para vivir ni transitar) por lo que es posible que se requiera ejecutar caminos ex profeso.
• Suministro de agua:
De nuevo, las condiciones desérticas de los emplazamientos necesitan que se cuente con un suministro mínimo de agua para diversos usos durante la vida del proyecto. Este abastecimiento deberá estar disponible y ser constante desde la etapa de construcción para la fabricación del hormigón, construcción de caminos y, también, para el propio uso de los trabajadores. El suministro puede realizarse bien a través de pozos ejecutados ad-hoc o mediante cubas cisternas. Por el propio carácter aislado de las instalaciones el agua es escasa y lejana, una circunstancia que incrementará de manera considerable los costes de realización del proyecto y, sobre todo, de las labores de mantenimiento, máxime cuando una de las actividades fundamentales es la limpieza periódica de los módulos anualmente.
- Almacenamientos:
Se hacen especialmente imprescindibles las provisiones de materiales y almacenamientos adecuados, en muchos casos redundantes, en este tipo de obras. Su lejanía de los centros de población hace indispensable una planificación pormenorizada de los suministros y un acopio de todos los repuestos necesarios para, tanto maquinaria como materiales que deben incorporarse al proyecto, dado que la carencia de alguno de ellos puede suponer retrasos muy elevados en su terminación, con sus consiguientes penalizaciones. Asimismo durante la etapa de operación y mantenimiento, contar con un buen stokcaje de spare parts evitará perdidas de producción innecesarias.
- Viviendas del personal de construcción y gerencia del proyecto:
Dado lo remoto de los sitios, en la mayoría de los casos con poblaciones no adaptadas a la afluencia de personal, es necesario de dotar de instalaciones específicas para que los trabajadores se hospeden durante la etapa de construcción. Se puede optar por varias alternativas desde habilitar edificaciones en poblados cercanos para el alojamiento, hasta la ejecución de una zona de descanso en el mismo lugar del proyecto.
Asimismo, este tipo de requerimientos hace que en este tipo de obras se deba
contar con turnos de trabajos continuos, con espacios más prolongados de descanso entre uno y otro. De esta forma, periodos de 10 días de actividad laboral con 4 ó 5 de pausa permiten a los trabajadores e ingenieros residentes volver a sus ciudades de origen un par de veces al mes. Estas condiciones se asemejan en muchos casos a las de otro tipo de proyectos singulares como son los denominados “offshore” en el que el grado de aislamiento es similar (pero en este caso rodeados de mar).
La energía solar en los desiertos: Desde el Sahara a Atacama
En este camino hacia la producción de energía de forma sostenible a escala mundial, los desiertos están llamados a tener un papel muy destacado. Empresas del sector, instituciones y administraciones de diversa índole trabajan de forma conjunta en proyectos de especial envergadura que se distribuyen por los cinco continentes, desde el Sahara a Atacama.
En el Desierto del Sahara (Marruecos), el sol podría proporcionará el 15% de la energía consumida por la UE. Para ello se ha puesto en marcha el proyecto Desertec, que tiene una inversión valorada en 400.000 millones de euros, en el que se incluye la construcción de plantas solares termoeléctricas, junto con parques eólicos, con las que se quieren alanzar los 20 gigavatios en el año 2020. Una cifra que en el año 2050 puede llegar a los 100 GW, con los que podría satisfacerse el 100% de la demanda energética de Marruecos y el 20 % de Europa. Esta ambiciosa iniciativa tiene como objetivo sacar el máximo partido a una superficie de 9.064.960 kilómetros, con una irradiación de 260 W por metro cuadrado.
Conscientes de las grandes posibilidades que otorga este desierto como vía de suministro energético y canal de exportación de electricidad limpia, el Gobierno de Marruecos lleva unos años invirtiendo en la modernización de la red eléctrica del país, con el fin de adecuar las líneas aéreas de transmisión y reforzar el tendido disponible. Unas obras para las que cuenta con la experiencia de compañías especializadas como SEMI, que ha sido elegida para la construcción de líneas eléctricas de 60kv, tanto aéreas como subterráneas, que conectarán varias subestaciones del mayor complejo de fosfatos del mundo para ampliar así la red actual del país.
En Sudamérica los esfuerzos se centran en Chile, donde ya está en marcha el proyecto “Pozo Almonte” con el que se espera generar más de 60.000 MWh al año en el desierto de Atacama, el más seco del mundo. Según indican los expertos, sólo con emplear un 2% de los 139.869 kilómetros de superficie de este desierto, que tiene una irradiación de 275 W por metro cuadrado, se podría abastecer de electricidad a todo el país. Esta iniciativa, con la que se reduciría las emisiones de dióxido de carbono en 56 mil toneladas métricas, cuenta con el decidido respaldo de instituciones como el Fondo Canadiense para el Cambio Climático del Banco Interamericano de Desarrollo (BDI).
A ellos se suma el Gran Desierto Arenoso (Australia), de 388.500 kilómetros de superficie y con una irradiación de 265 W por metro cuadrado, donde también se estudia la implantación de plantas solares para impulsar el abastecimiento energético con fuentes limpias. Hay otros grandes proyectos en Asia, América del Norte y Oriente Medio, en el desierto árabe (Arabia Saudí), el de Taklamakán (China) y los de Mojave y Sonora (Gran Cuenca Nevada, Estados Unidos).
En su conjunto, si se instalasen parques fotovoltaicos en estas seis grandes zonas desérticas, tal como señaló el profesor Matthias Loster, del Departamento de Física de la Universidad de California, se podría obtener la energía suficiente para cubrir la demanda de todo el planeta, incluyendo al consumo actual de electricidad, energía térmica y combustibles fósiles. La superficie total necesaria, según los cálculos de Loste, sería de 910.019 kilómetros cuadrados; casi el doble de la superficie de España.
Los estudios realizados hasta la fecha resaltan el gran potencial para las energías renovables que aún existe en las zonas desérticas. Conseguir realizar con éxito todos los proyectos citados requerirá un esfuerzo conjunto en I+D de la industria para dar respuesta a los retos tecnológicos a los que se enfrenta la implantación de nuevos parques fotovoltaicos en zonas de especial dificultad, por sus condiciones medioambientales, aislamiento y lejanía respecto a las redes eléctricas. Un impulso que comienza a hacerse realidad con el apoyo de instituciones, políticas de estímulo al desarrollo de las energías renovables y voluntad de crecer energéticamente mediante el uso de fuentes limpias, respetuosas con el medio ambiente y con plenas garantías de sostenibilidad.
*Sobre SEMI
Creada en 1919, SEMI es una empresa de referencia en el sector eléctrico e industrial, con un nombre sinónimo de tradición, experiencia y futuro.
En plena expansión internacional, destaca por disponer de la capacidad de adaptación que caracteriza a una pyme, la infraestructura de una compañía de grandes dimensiones y el respaldo financiero de una firma consolidada.
SEMI, que se engloba en las principales empresas del sector de Servicios Industriales del Grupo ACS, es una sociedad de reconocido prestigio, que cuenta con el valor añadido del know-how.
