La energía solar cuenta con una ventaja que ninguna central eléctrica construida por el ser humano puede reproducir a la misma escala: un recurso natural extraordinariamente abundante. La radiación solar que llega a nuestro planeta representa un potencial energético muy superior a las necesidades actuales de la humanidad.

Sin embargo, una abundancia teórica no significa que esta energía esté disponible en el lugar adecuado y en el momento preciso. Un panel fotovoltaico produce electricidad cuando brilla el Sol, mientras que nuestros hogares, empresas, sistemas de transporte e infraestructuras necesitan electricidad las 24 horas del día.

Aquí se encuentra uno de los grandes desafíos de la transición energética. La cuestión ya no consiste únicamente en saber cuántos paneles solares podemos instalar. Se trata de determinar cómo transformar una producción intermitente en un sistema eléctrico fiable, accesible y suficientemente flexible para responder a la demanda en todo momento.

Esta problemática, estrechamente relacionada con las cuestiones abordadas por Léwis Verdun en ¿Será suficiente la energía solar para alimentarlo todo?, nos lleva a mirar más allá del propio panel fotovoltaico. El almacenamiento, las redes eléctricas, la complementariedad entre las distintas fuentes de energía y la evolución de nuestros hábitos de consumo determinarán en gran medida el verdadero papel de la energía solar en nuestro futuro energético.

El verdadero desafío de la energía solar: producir electricidad en el momento adecuado

El crecimiento de la energía fotovoltaica es espectacular. Según los datos presentados en la obra de Léwis Verdun, la energía solar representa actualmente una parte importante de las nuevas capacidades de generación eléctrica instaladas en el mundo. La considerable reducción de los costes de producción contribuye naturalmente a esta aceleración.

Pero la capacidad instalada y la disponibilidad permanente de electricidad son dos conceptos diferentes.

La producción de una instalación fotovoltaica varía a lo largo del día. Aumenta por la mañana, generalmente alcanza su máximo durante las horas de mayor insolación y después disminuye progresivamente hasta desaparecer por la noche. A este ciclo diario se suman las variaciones provocadas por las condiciones meteorológicas, las estaciones y las diferencias geográficas.

Sin embargo, el consumo eléctrico sigue una lógica diferente.

Una ciudad continúa funcionando después de la puesta de sol. Los trenes siguen circulando, los hospitales permanecen abiertos, los centros de datos continúan procesando información y los hogares siguen consumiendo electricidad. Con la progresiva electrificación del transporte y la calefacción, también están apareciendo nuevas necesidades eléctricas.

Una elevada penetración de las energías renovables exige, por tanto, acercar dos curvas que no coinciden de forma natural: la curva de producción y la curva de consumo.

Precisamente por esta razón, el futuro de la energía fotovoltaica depende tanto de las infraestructuras que rodean a los paneles solares como de los propios paneles.

El almacenamiento de energía se convierte en una infraestructura estratégica

El almacenamiento de energía constituye una de las respuestas más evidentes al desfase entre la producción solar y el consumo de electricidad.

El principio parece sencillo: almacenar la electricidad producida en exceso durante los periodos soleados para poder utilizarla cuando disminuya la producción solar. En la práctica, sin embargo, diferentes necesidades requieren distintas tecnologías.

Las baterías de iones de litio son especialmente adecuadas para gestionar fluctuaciones durante varias horas. Pueden, por ejemplo, almacenar parte de la electricidad fotovoltaica producida por la tarde y liberarla durante el pico de consumo nocturno.

Otras tecnologías buscan reducir los costes o la dependencia de determinados materiales. Las baterías de iones de sodio, por ejemplo, despiertan un interés creciente para el almacenamiento estacionario de energía.

Para periodos más prolongados pueden utilizarse otras soluciones, como las centrales hidroeléctricas reversibles, el almacenamiento térmico, el hidrógeno producido mediante electrólisis o las tecnologías emergentes de almacenamiento de larga duración.

El desafío, por tanto, no consiste tanto en encontrar una batería universal como en desarrollar un conjunto de soluciones complementarias.

Una instalación solar doméstica no tiene las mismas limitaciones que una gran ciudad o una red eléctrica nacional. Del mismo modo, desplazar unos pocos kilovatios-hora del mediodía a la noche es muy diferente de almacenar suficiente electricidad para compensar varios días de baja producción renovable.

El crecimiento de la energía solar está impulsando así una transformación más amplia: el almacenamiento está pasando progresivamente de ser una tecnología complementaria a convertirse en un componente estratégico del sistema eléctrico.

Por qué las redes inteligentes serán tan importantes como los paneles solares

Producir y almacenar más electricidad no es suficiente. También es necesario transportarla de manera eficiente.

Históricamente, las redes eléctricas se han diseñado generalmente alrededor de grandes instalaciones de producción centralizadas. La electricidad se generaba en grandes centrales y llegaba hasta los consumidores a través de las redes de transporte y distribución.

La energía fotovoltaica está transformando parcialmente esta arquitectura.

Una planta solar de varios cientos de megavatios puede suministrar electricidad a la red, pero un particular con paneles solares en su tejado también puede convertirse en productor. Las empresas, explotaciones agrícolas y administraciones locales pueden hacer lo mismo.

La red debe gestionar entonces una multitud de flujos eléctricos variables y, en algunos casos, bidireccionales.

Esta transformación pone de relieve la importancia de las redes inteligentes o smart grids. Gracias a los datos, la automatización y sistemas de gestión más sofisticados, pueden anticipar mejor la producción eléctrica y adaptar determinados consumos.

Pensemos en un ejemplo sencillo. Un vehículo eléctrico puede permanecer estacionado durante varias horas. La recarga no tiene por qué comenzar necesariamente en el momento exacto en que el conductor lo conecta. Si la red dispone de una producción fotovoltaica abundante al mediodía, la recarga puede programarse para aprovechar ese periodo.

El mismo principio puede aplicarse a determinados calentadores de agua, equipos industriales o sistemas de aire acondicionado.

La flexibilidad del consumo se convierte entonces en un recurso energético por derecho propio.

En lugar de modificar constantemente la producción eléctrica para responder inmediatamente a la demanda, un sistema inteligente puede desplazar una parte del consumo hacia los periodos en los que la electricidad renovable es abundante.

Esta evolución puede ayudar a reducir las necesidades de almacenamiento y, al mismo tiempo, facilitar la integración de mayores cantidades de energía solar.

Un mix energético en lugar de una única fuente de energía

Imaginar el futuro de la electricidad como una competición destinada a determinar cuál será la tecnología ganadora suele conducir a una visión excesivamente simplificada.

Un sistema energético sólido se basa más bien en la complementariedad.

La energía solar produce grandes cantidades de electricidad durante las horas de luz. La energía eólica puede continuar produciendo durante la noche. En algunas regiones, la energía hidroeléctrica proporciona una producción gestionable y ofrece importantes posibilidades de almacenamiento. Otras tecnologías de generación bajas en carbono también pueden contribuir a garantizar la continuidad del suministro, dependiendo de las características y las decisiones energéticas de cada país.

El desafío consiste, por tanto, en construir un mix energético capaz de reunir varias cualidades esenciales: una baja huella de carbono, fiabilidad, costes controlados, resiliencia y accesibilidad.

La diversificación también ofrece una ventaja geográfica. No todas las regiones disponen de los mismos recursos naturales.

Una zona muy soleada podrá apostar ampliamente por la energía fotovoltaica. Una región montañosa podrá beneficiarse en mayor medida de la energía hidroeléctrica. Algunas zonas costeras pueden disponer de condiciones especialmente favorables para la energía eólica.

Las interconexiones eléctricas permiten posteriormente compartir una parte de estos recursos entre diferentes regiones.

La transición energética se convierte así en un desafío de todo el sistema y no simplemente en un problema tecnológico.

Las claves para conseguir un sistema solar más fiable

Integrar una mayor cantidad de energía fotovoltaica manteniendo al mismo tiempo un suministro eléctrico fiable requiere aplicar varias medidas de manera simultánea.

La primera está relacionada con el almacenamiento. Las baterías, las centrales hidroeléctricas reversibles y los sistemas de almacenamiento térmico permiten conservar una parte de la energía disponible y utilizarla cuando disminuye la producción solar.

La segunda se basa en las redes inteligentes. Estos sistemas permiten equilibrar mejor la producción y el consumo adaptando determinados usos a los periodos en los que la electricidad renovable es abundante.

Las interconexiones entre diferentes territorios constituyen también una herramienta importante. Cuando una región produce más electricidad de la que consume, una parte de ese excedente puede transportarse hacia otra zona donde la demanda sea mayor.

Por último, diversificar el mix energético permite complementar la producción solar con otras fuentes, entre ellas la energía eólica, la hidroeléctrica y otras formas de generación eléctrica bajas en carbono.

Estas soluciones también deben ir acompañadas de una mayor atención a la eficiencia energética. La electricidad más fácil de producir, transportar y almacenar sigue siendo aquella cuyo desperdicio podemos evitar.

Para los particulares, las empresas y las administraciones locales, varias acciones pueden acompañar el desarrollo de la energía solar:

  • mejorar la eficiencia energética de los edificios y los equipos;
  • programar determinados consumos durante los periodos de elevada producción de electricidad renovable;
  • desarrollar sistemas de almacenamiento cuando resulte económica y técnicamente adecuado;
  • reforzar y modernizar las redes de distribución eléctrica;
  • fomentar el reciclaje de paneles solares y baterías;
  • diseñar las infraestructuras teniendo en cuenta todo su ciclo de vida;
  • diversificar las fuentes de electricidad para reducir la dependencia de una única tecnología.

Este último aspecto es esencial. La transición energética no puede evaluarse únicamente en función de las emisiones de CO₂ generadas durante la utilización de un equipo. La extracción de materias primas, la fabricación, el transporte, la vida útil, el reciclaje y las condiciones sociales a lo largo de las cadenas de suministro también deben formar parte de la ecuación.

La energía solar también transforma nuestra manera de pensar la electricidad

Durante más de un siglo, la mayoría de los consumidores han utilizado electricidad sin necesidad de saber exactamente cuándo se producía. La llegada masiva de energías renovables variables podría modificar progresivamente esta relación.

En el futuro, el precio de la electricidad, la recarga de un vehículo eléctrico o el funcionamiento de determinados aparatos podrían estar más estrechamente relacionados con la disponibilidad de energía.

Esto no significa que todo el mundo tenga que consultar constantemente el tiempo antes de encender un aparato. La automatización puede encargarse de gran parte de estas decisiones.

Una vivienda equipada con paneles fotovoltaicos, una batería, un vehículo eléctrico y un sistema de gestión energética podría, por ejemplo, decidir automáticamente si debe consumir, almacenar o inyectar electricidad en la red en función de la producción disponible, las necesidades previstas y el estado de la red.

A escala de una ciudad entera, este mismo principio adquiere una dimensión mucho mayor.

Miles de edificios, baterías y vehículos pueden formar un sistema distribuido capaz de absorber los excedentes de electricidad y reducir determinados picos de consumo.

Las innovaciones abordadas en ¿Será suficiente la energía solar para alimentarlo todo?, como las células solares de perovskita, la agrivoltaica y las nuevas soluciones de almacenamiento energético, adquieren todo su sentido desde esta perspectiva. No representan simplemente nuevos productos: contribuyen a la construcción de un sistema energético profundamente diferente.

El éxito de la energía solar no dependerá únicamente del número de paneles instalados. Dependerá de nuestra capacidad para construir a su alrededor una infraestructura capaz de almacenar electricidad, transportarla de manera eficiente y adaptar inteligentemente una parte de nuestro consumo.

La energía fotovoltaica posee ventajas considerables: un recurso abundante, costes cada vez más competitivos y una gran variedad de aplicaciones. Al mismo tiempo, su expansión pone de manifiesto otros desafíos esenciales de la transición: el almacenamiento energético, la modernización de la red eléctrica, el reciclaje, las infraestructuras, la complementariedad tecnológica y la justicia social.

Esta visión global permite superar una pregunta excesivamente binaria —«¿puede la energía solar suministrar toda la energía que necesitamos?»— para plantear una cuestión quizá más útil: ¿cómo podemos aprovechar al máximo su inmenso potencial mientras construimos un sistema energético fiable y sostenible?

Esta es precisamente la perspectiva matizada que desarrolla Léwis Verdun en L’énergie solaire suffira-t-elle à tout alimenter ?, publicado en la colección PLANÈTE AVENIR por Five Minutes. Accesible tanto para ciudadanos como para profesionales y responsables de la toma de decisiones, el libro analiza las promesas de la energía fotovoltaica y sus limitaciones técnicas, económicas y sociales, sin reducir el debate a una simple oposición entre optimismo y pesimismo.

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