La energía solar a pequeña escala tiene ventajas clave y una debilidad crítica en comparación con los parques solares de gran tamaño

Un nuevo estudio demuestra que el tamaño importa en materia de energía solar. El primer análisis del ciclo de vida que compara sistemas solares fotovoltaicos grandes y pequeños ha llegado a la conclusión de que los sistemas solares a pequeña escala son, de hecho, mejores para el medio ambiente que incluso los parques solares más grandes y eficientes.

Históricamente, los sistemas de energía solar eran tan caros que muchos pensaban que no podían pagarlos por sí solos. La realidad actual no podría ser más diferente, ya que las energías renovables son ahora la forma más barata de energía en el mercado mundial. No solo eso, los paneles solares ahora pueden recuperar fácilmente la energía invertida en su producción con creces.

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Hoy en día, los costos solares más bajos se encuentran en parques solares gigantes. Esto ha llevado a algunos a afirmar que las grandes operaciones solares son mejores para el medio ambiente. Sin embargo, el nuevo análisis del ciclo de vida que escribí en coautoría con Riya Roy en la Universidad de Western Ontario también ha demostrado que esto también es erróneo: cuanto más pequeñas, mejor para la Tierra.

La energía solar es barata y funciona en Canadá

Los costes de la energía solar fotovoltaica han caído incluso más rápido de lo que los expertos habían previsto, hasta el punto de que la electricidad solar es normalmente la fuente de energía menos costosa según la Agencia Internacional de Energía.

Un estudio reciente ha demostrado que todos los que viven en Michigan tendrían billeteras más gruesas si invirtieran en energía solar en sus techos en lugar de pagar a la empresa de servicios local por energía a carbón (a menudo fuera del estado).

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De hecho, la energía solar es tan barata que puede subvencionar otros dispositivos energéticos. Por ejemplo, las bombas de calor alimentadas con energía solar son rentables para los propietarios de viviendas del norte de Estados Unidos y Canadá, ya que compensan la compra de gas «natural».

Los paneles solares amortizan la energía invertida en ellos en menos de un año, incluso en Canadá, y duran 25 años con garantía (aunque pueden durar mucho más). Los paneles solares se vuelven más eficientes a medida que baja la temperatura, y las pérdidas por nieve en la mayor parte de Canadá son, en realidad, modestas (apenas un pequeño porcentaje). Incluso se puede obtener un impulso del albedo de la nieve (a menos que haya interferencias en el suelo).

A medida que el clima continúa calentándose, lamentablemente la nieve se convertirá en un problema aún menor para los paneles solares.

Aunque la energía solar funciona muy bien en Canadá, para eliminar las emisiones de carbono en 2050 y cumplir con los compromisos de Canadá, necesitaremos muchos paneles solares. Un estudio predijo que, si instaláramos parques solares a gran escala, necesitaríamos solo el 1% de las tierras agrícolas de Canadá para compensar todos los combustibles fósiles destinados a la generación de electricidad, lo que parece una cantidad modesta de tierra.

Sin embargo, esto plantea la pregunta: ¿deberíamos tener un montón de sistemas en los tejados o unas cuantas granjas solares de gran tamaño?

¿Tu tejado o un parque solar?

Aunque los parques solares cuestan menos dinero por unidad de energía para las empresas de servicios públicos, podría ser más inteligente instalar energía solar en el techo.

Nuestro estudio de análisis del ciclo de vida comparó los sistemas solares en azoteas con sistemas solares fotovoltaicos de varios megavatios a escala de servicios públicos desde la producción hasta el desmantelamiento. Descubrimos que los sistemas solares en azoteas requieren entre un 21 y un 54 por ciento menos de energía de entrada, generan entre un 18 y un 59 por ciento menos de emisiones de gases de efecto invernadero equivalentes a dióxido de carbono y consumen una cantidad reducida de agua que oscila entre un 1 y un 12 por ciento por kilovatio pico.

Esto significa que el tiempo de recuperación de la energía de los sistemas solares en tejados es aproximadamente entre un 51 y un 57 por ciento menor que el de los sistemas solares montados en el suelo en todas las ubicaciones.

La razón principal de esta enorme ventaja es que la energía solar en los tejados aprovecha la infraestructura existente de la casa o el edificio y, por lo tanto, requiere un uso de material radicalmente menor en comparación con los bastidores independientes. De manera similar, al colocar los paneles solares cerca de la carga eléctrica, se reducen las pérdidas de transmisión a través de la red.

En general, el tiempo de recuperación de la inversión en dióxido de carbono fue entre un 378 y un 428 por ciento más largo para los parques solares a gran escala montados en el suelo, en comparación con la energía solar en los tejados para los mismos módulos.

Aunque el uso de agua está dominado por los propios módulos fotovoltaicos, es importante señalar que el consumo de agua para el bastidor de tierra a escala de servicio público es aproximadamente de seis a 260 veces mayor que el de la estructura de montaje en el techo, dependiendo de las variaciones en los módulos solares y las técnicas de montaje.

¿O ambos?

Con estos mejores valores ambientales, podría resultar tentador concluir que deberíamos implementar políticas agresivas para fomentar la instalación de energía solar en tejados a pequeña escala. Esto proporcionaría la infraestructura más resistente, ahorraría a los consumidores un montón de dinero en las facturas de electricidad y beneficiaría al medio ambiente.

Sin embargo, la verdad es que, a pesar de sus claras ventajas en comparación con las operaciones a gran escala, simplemente no tenemos suficiente superficie en los tejados para cubrir también necesidades como la calefacción y el transporte eléctricos. Se necesita un enfoque mixto.

Podríamos considerar la posibilidad de que la energía solar adicional proceda de la agrovoltaica, que combina deliberadamente la energía solar con la agricultura. La agrovoltaica tiene la ventaja de que no sacrifica tierras agrícolas y, de hecho, puede conducir a un aumento de la producción de alimentos. La agrovoltaica es muy rentable y está creciendo rápidamente en los EE. UU., Asia y Europa, y en Canadá tiene una presencia sólida, con beneficios potenciales particularmente notables para una Alberta postcombustibles fósiles.

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Como suele suceder, no existe una solución clara.

Si tiene un techo sin sombra en su casa o edificio, entonces debería buscar un proveedor local para disfrutar de algunos ahorros en costos de electricidad. Asimismo, si es propietario de una granja, considere instalar sistemas agrovoltaicos para cultivar más alimentos y, al mismo tiempo, obtener un ingreso adicional generando electricidad para alimentar nuestros vehículos eléctricos (VE) y bombas de calor.

De todos modos, podemos consolarnos sabiendo que la electricidad solar renovable sin duda desempeñará un papel clave en el abastecimiento de energía de nuestro mundo en los próximos años.