Ventajas y desventajas de la energía solar

La energía solar es una de las fuentes de electricidad y calor que más ha crecido en el mundo, pero no es una solución sin costes. Entre sus ventajas destacan que es renovable, que no emite gases durante su funcionamiento y que su precio ha bajado mucho; entre sus desventajas, que solo produce cuando hay sol, que necesita almacenamiento o respaldo y que las grandes plantas ocupan terreno. Entender cómo funciona ayuda a valorar ambos lados con equilibrio.

¿Qué es la energía solar?

La energía solar es la que se obtiene de la radiación electromagnética que emite el Sol y que llega a la superficie terrestre en forma de luz y calor. Se considera una de las energías renovables porque su fuente no se agota a escala humana. Puede aprovecharse de forma activa, con equipos que la convierten en electricidad o en calor útil, o de forma pasiva, mediante el diseño de los edificios (orientación, ventanas, materiales que acumulan calor).

Al hablar de sus pros y sus contras conviene separar tecnologías, porque no tienen los mismos puntos fuertes ni los mismos problemas.

Cómo funciona

Energía solar fotovoltaica

Convierte la luz directamente en electricidad gracias al efecto fotovoltaico. Las células, normalmente de silicio (un material semiconductor), están preparadas para que, cuando los fotones de la luz les ceden energía, los electrones liberados circulen en un sentido determinado y se genere una corriente eléctrica. Varias células forman un módulo o panel solar.

Los paneles producen corriente continua. Para usarla en una vivienda o verterla a la red, un inversor la transforma en corriente alterna. Opcionalmente, una batería guarda los excedentes para más tarde.

Energía solar térmica

Aprovecha el calor del sol. En la versión doméstica, los colectores (placas o tubos de vacío) calientan un fluido que transfiere ese calor a un depósito de agua; se usa para agua caliente sanitaria, calefacción o climatización de piscinas.

Energía termosolar de concentración

Las centrales termosolares usan espejos (cilindro-parabólicos, de torre o discos) para concentrar la radiación sobre un receptor. El fluido que circula por él alcanza altas temperaturas y produce vapor que mueve una turbina, como en una central térmica convencional. Algunas plantas almacenan calor en tanques de sales fundidas, lo que les permite seguir generando electricidad horas después de la puesta de sol.

Ventajas de la energía solar

• Es renovable y abundante. La radiación solar llega cada día a casi todo el planeta y no depende de yacimientos que se agotan.
• No emite gases de efecto invernadero ni contaminantes al funcionar. Las emisiones se concentran en la fabricación, el transporte y el desmantelamiento, y a lo largo de su ciclo de vida son muy inferiores a las de las centrales de carbón o gas.
• Su coste ha caído con fuerza. Los informes de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) y de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) sitúan la fotovoltaica entre las formas más baratas de generar electricidad nueva en muchos países.
• Es modular. El mismo principio sirve para una calculadora, un tejado o una planta de cientos de hectáreas, y una instalación se puede ampliar por partes.
• Permite producir donde se consume. El autoconsumo en tejados y cubiertas reduce las pérdidas por transporte de la electricidad y la dependencia de la red.
• Lleva electricidad a lugares aislados, como refugios de montaña, explotaciones agrícolas o comunidades sin red eléctrica.
• Mantenimiento sencillo. Los paneles fotovoltaicos no tienen piezas móviles; basta con revisiones periódicas y limpieza.
• Aprovecha superficies ya construidas: tejados, marquesinas de aparcamientos, naves industriales o terrenos degradados. También existe la agrovoltaica, que combina paneles y cultivos o pastos en la misma parcela.

Desventajas de la energía solar

• Intermitencia. No produce de noche, rinde menos con nubes y varía con las estaciones. Aunque su producción se puede prever bastante bien, no se puede encender a voluntad.
• Necesita almacenamiento o respaldo. Para cubrir la demanda nocturna hacen falta baterías, centrales de bombeo, almacenamiento térmico u otras fuentes. Ese respaldo añade coste y complejidad.
• Uso de suelo. La radiación solar está muy repartida, así que las grandes plantas necesitan mucha superficie. Si se instalan en suelo agrícola o en zonas de valor natural, pueden competir con otros usos y alterar hábitats.
• Impacto paisajístico. Las plantas extensas, sus vallados y sus líneas de evacuación cambian el aspecto del territorio.
• Fabricación con energía y materiales. Requiere silicio purificado, vidrio, aluminio, cobre y pequeñas cantidades de plata. La cadena de suministro está muy concentrada en pocos países, en especial en China.
• Residuos al final de su vida útil. Los paneles duran décadas, pero acabarán desmontándose en grandes cantidades. En la Unión Europea se gestionan como residuos de aparatos eléctricos y electrónicos; el vidrio y el aluminio se recuperan con facilidad, mientras que recuperar el silicio y la plata es más complejo y costoso.
• Inversión inicial. Aunque el precio ha bajado, instalar paneles exige un desembolso al principio que se recupera con los años de ahorro.
• Pérdida de rendimiento. Los paneles producen menos cuando se calientan en exceso o se ensucian, y su rendimiento se degrada lentamente con el tiempo.
• Efectos en la red. Cuando hay mucha producción solar al mismo tiempo, a mediodía puede sobrar electricidad, los precios del mercado caen y a veces se desaprovecha energía si la red no puede absorberla.
• Consumo de agua en algunas plantas termosolares, que la necesitan para refrigeración y limpieza de espejos, a menudo en zonas secas.

Tabla resumen

Comparación entre tecnologías

Cómo se reducen sus inconvenientes

• Almacenamiento: baterías en viviendas y en la red, centrales hidroeléctricas de bombeo y depósitos de sales fundidas.
• Combinación con otras fuentes: la eólica suele producir más en invierno y de noche, y la hidráulica puede regularse a voluntad.
• Redes más interconectadas, que permiten llevar la energía de donde sobra a donde falta.
• Planificación del territorio: priorizar cubiertas, suelos degradados y emplazamientos con menor valor ecológico, con evaluación de impacto ambiental.
• Diseño para el reciclaje y desarrollo de procesos para recuperar silicio y plata.

Ejercicios resueltos

Importancia del debate

La energía solar es una pieza central de la transición hacia un sistema eléctrico con menos emisiones y, por tanto, de la respuesta al cambio climático. Pero su despliegue masivo plantea retos reales: almacenar la energía, adaptar las redes, ordenar el uso del territorio y reciclar millones de paneles. Conocer sus ventajas y desventajas permite valorar cada proyecto en su contexto, sin entusiasmos ni rechazos automáticos.

Preguntas frecuentes

Referencias

• Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA). Renewable Power Generation Costs (informe anual).
• Agencia Internacional de la Energía (AIE). Renewables (informe anual).
• Duffie, J. A. y Beckman, W. A. Solar Engineering of Thermal Processes. Wiley.