Perú: potencia solar

 POR GEORGE SIMONS

Siendo el Sol una fuente inagotable de energía, llama la atención que tan sólo 7% de los 20 teravatios (10¹²x vatio) de energía eléctrica que el mundo necesitó en el 2009 hayan venido de energía solar, según el Energy Information Agency. Pero lo cierto es que la energía solar solamente ha recibido atención ahí donde se ha interiorizado la paradoja energética del siglo XXI: los ratios de crecimiento de la población son inversamente proporcionales a las limitadas reservas de combustibles fósiles que ponen en marcha una economía próspera. El Perú parece entenderlo y, por ende, afinar su atención en la generación de electricidad limpia a partir de energía solar.

Electricidad a sol

Alemania lleva la delantera a nivel mundial en la producción de energía fotovoltaica, y planea producir 38.6 gigavatios (GW) para el 2012, según Bloomberg. Pero a decir del ingeniero ambientalista Roland Klepel, las ciudades germanas tienen mucho que envidiar a las ciudades peruanas en cuanto a condiciones climáticas idóneas para producir electricidad fotovoltaica. “Basta comparar la radiación en hora pico que reciben ciudades como Berlín –2.81 kilowatios por hora en un metro cuadrado (kWh/m²)– con la radiación que recibe en hora pico Arequipa, que puede llegar por encima de los 7 kWh/m² . Así, contando la energía producida por cuatro paneles de 110 vatios (W), en Arequipa se tendría un foco de 100 W funcionando durante 10 horas, mientras en Berlín funcionaría 3.5 horas”, según Klepel. Si se toma en cuenta que de acuerdo con cálculos de David R. Criswell, de la Universidad de Houston, el consumo promedio en una economía próspera es de 2 kW/h de energía limpia por persona, luego la energía solar podría poner en marcha ciudades como Arequipa, Tacna, Piura, entre otras tantas ciudades que reciben altos ratios de radiación solar todo el año.

Por ello el proyecto de energía fotovoltaica más ambicioso del Perú tendrá lugar en Arequipa y Tacna. Estará conformado por cuatro centrales fotovoltaicas, cada una de 20 MW: las estaciones Majes Solar 20T y Repartición Solar 20T, en Arequipa, a cargo de la empresa T-Solar, y las estaciones Tacna Solar 20T y Panamericana Solar 20TS, que manejará Solarpack en consorcio con T-Solar. En total se invertirán más de US$155 millones, y el proyecto comenzará a operar en el 2012. Según el contrato firmado con el gobierno peruano, las estaciones producirán 173 gigavatios/hora (GW/h), anuales durante 20 años, los cuales se adicionarán a los más de 35 GWh que produce el Perú.

De acuerdo con el Ministerio del Ambiente (Minam), este proyecto está en línea con la política energética peruana, que busca para el 2012 que la producción eléctrica solar aporte 181 GWh anuales de los 1,314 GWh al año que se tiene previsto que provengan de fuentes renovables; le seguiría la energía eólica, que aportaría 320 GWh anuales y  finalmente la energía devenida de biomasa con una producción de  813 GWh anuales.

La principal objeción a la implementación de sistemas generadores de electricidad fotovoltaica recaía sobre los elevados costos de su tecnología. Sin embargo, según estudios del Lawrence Berkeley National Laboratory, los precios de sistemas fotovoltaicos en el mercado mundial bajaron en ocho años de US$12 a US$6 por vatio instalado. Y en comparación con plantas nucleares que venden entre US$0.14 a US$0.18 por kWh a las compañías proveedoras, una estación fotovoltaica vendería a las compañías proveedoras en menos de US$0.14 centavos cada kWh, según el reciente estudio Solar and Nuclear Costs-The Historic Crossover, a cargo de John O. Blackburn, profesor de economía de Duke University.

Electrones alborotados

Los paneles fotovoltaicos que se encuentran en el mercado están hechos de dos láminas de silicio, una con carga positiva y otra negativa, de manera que al impactar la luz solar en los paneles se crea un campo eléctrico entre ambas que direcciona la corriente de electrones, lo que crea un voltaje constante. Para lograr una lámina de silicio de carga negativa se añade al silicio átomos de otro material que tengan sólo tres electrones, como el boro, y se obtiene una estructura con espacios vacíos o sin electrones. Mientras que la lámina negativa se obtiene mezclando silicio con materiales que tengan cinco electrones, como el fósforo, con lo que se crea un electrón extra que buscaría un vacío donde colocarse ni bien entre en contacto con los fotones de la luz solar. Cada fotón de luz lleva un electrón que impacta en la órbita de los átomos de silicio, se crea un vacío y propicia que los electrones del silicio salgan de sus órbitas tratando de cubrir los vacíos generados en el fluir de corriente. Así se transforman los fotones en electricidad de corriente continua. Luego esta corriente es conducida a un circuito electrónico conversor que la transforma en corriente alterna, 120 ó 240 voltios. Finalmente ésta se conecta al panel eléctrico de distribución.

El ratio promedio de conversión de energía solar en eléctrica de los paneles solares comerciables ha ascendido al 15%, y a 23% en laboratorio. Si bien parece bajo,  en parte se debe a la resistencia que impone naturalmente la atmósfera terrestre a los rayos del Sol. Evidentemente mejor ratio de conversión y mayor potencia tendrían los paneles fotovoltaicos si se localizaran fuera de la Tierra. Según la revista The Futurist, la radiación solar en la Luna, por ejemplo, es 10 veces más efectiva que la recibida en la Tierra.

Sol de Luna

Algo parecido habría pensado Tetuji Yoshida, ingeniero de la empresa japonesa Shimizu, cuando ideó el Luna Ring, el proyecto de energía fotovoltaica más ambicioso del mundo. La idea consiste en construir paneles solares alrededor de la superficie de la Luna y retransmitir vía láser y microondas. La Luna recibe 13,000 teravatios continuos, que –a decir de Criswell– es 650 veces el poder total que necesitaría para poner en marcha anualmente una economía próspera. Sin embargo, de los 220 teravatios que emitiría anualmente sólo 8.8 teravatios serían utilizables.

De acuerdo con los cálculos de Yoshida, Japón necesitaría la energía devenida de 4 x 400 km de superficie en la Luna para abastecer anualmente su economía; India, 30 x 400 km de la Luna y EEUU, 400 x 400 km de la superficie. El costo estimado es de US$250 miles de millones; y si bien las plantas estarían manejadas por robots, sería el comienzo de la colonización de la Luna. De conseguir el financiamiento, el proyecto podría ponerse en marcha en el 2050. Por extraño que resulte, proyectos espaciales similares se cocinan desde los setenta, década en que cobra auge la carrera espacial entre EEUU y URSS.

Hoy en día, el cambio climático y las reservas finitas de combustibles fósiles marcan el inicio de la carrera por las energías renovables; y todo indica que el Perú, en cuanto a generación fotovoltaica se refiere, tiene importantes ventajas frente al resto del mundo.