Energía solar directa: Apagado

Por Kris De Decker, publicado originalmente por la revista Low-Tech

16 de octubre de 2023

Las instalaciones solares convencionales no cuestionan nuestra dependencia de los combustibles fósiles y el estilo de vida devorador de energía que resulta de ello. Tanto los paneles solares en los tejados como los parques solares a gran escala nos proporcionan toda la energía que queremos, incluso cuando el sol no brilla. Esto se debe a que estos sistemas utilizan la red eléctrica central, que funciona en gran medida con combustibles fósiles, como una especie de batería para hacer frente a la escasez de energía.

Aunque los paneles solares conectados a la red pueden reducir el consumo de combustibles fósiles de las centrales térmicas, estos ahorros se compensan, al menos en parte, con los combustibles fósiles adicionales necesarios para construir y mantener lo que es esencialmente una infraestructura de energía dual. La combinación de energía solar y eólica puede aumentar aún más la proporción de energía renovable en la red eléctrica, pero esto requiere un mayor desarrollo de la infraestructura. Además de energía, esto también requiere mucho dinero y tiempo.

Reemplazar las plantas de energía alimentadas con combustibles fósiles por almacenamiento de energía, de modo que el excedente de electricidad generado en los días soleados pueda almacenarse para cuando no haya sol o sea insuficiente, enfrenta el mismo problema. El almacenamiento de energía, ya sea integrado en una red eléctrica o ubicado en hogares individuales (sistemas fuera de la red), es muy costoso y su construcción y mantenimiento generan muchas emisiones de carbono.

La producción de paneles solares obviamente cuesta dinero y energía. Sin embargo, los costes financieros y energéticos de la infraestructura de respaldo asociada son muchas veces mayores. Para las instalaciones solares conectadas a la red, estos costes son muy difíciles de calcular con precisión, pero para las instalaciones solares autónomas (sin conexión a la red y con su propio almacenamiento de energía) es mucho más fácil. Por tanto, tomaré como ejemplo la pequeña instalación solar autónoma que alimenta mi salón en Barcelona.

Este sistema consta de dos paneles solares de 50W en el balcón, una batería de plomo de 100 Ah y un controlador de carga de 10A. La energía generada se utiliza para la iluminación, el sistema de música y la carga de ordenadores portátiles y otros dispositivos electrónicos, entre otras cosas. La inversión económica inicial fue de 340 euros: 120 euros para los paneles solares, 170 euros para la batería y 50 euros para el controlador de carga.

Pero mientras que los paneles solares deberían durar 30 años y el controlador de carga unos 10 años, tengo que reemplazar la batería de plomo en promedio cada tres a cinco años.1 Durante una vida útil de 30 años, los costos ascienden a 120 € para el sistema solar. paneles, 150 € para los controladores de carga y, en el mejor de los casos, 1.020 € para las baterías. Por lo tanto, las baterías (y los controladores de carga asociados) representan aproximadamente el 90% de los costes totales de su vida útil.

El almacenamiento de energía también domina la energía “integrada” de la planta (y las emisiones de carbono resultantes). Producir mi batería de plomo-ácido requirió 1200 megajulios (MJ) de energía.2 Durante una vida útil de 30 años (seis baterías en el mejor de los casos), eso equivale a 7200 MJ. Los tres controladores de carga añaden otros 360 MJ durante una vida útil de 30 años, lo que eleva el consumo total de energía del sistema de baterías a 7.560 MJ.3 En cambio, la producción de los paneles solares cuesta sólo 2.275 MJ de un total de 9.835 MJ. 4 Conclusión: más del 75% del consumo total de energía fósil se debe al almacenamiento de energía.

Imagen: A la derecha del balcón están los dos paneles solares de 50W que alimentan la sala de mi apartamento. Al lado está el panel solar de 30W que hace funcionar esta web. Foto: Marie Verdeil.

Imagen: La estructura de los paneles solares, construida con residuos de madera. Foto: Kris De Decker.

Imagen: La batería de plomo-ácido de 100 Ah que alimenta la sala de estar después del atardecer. Foto: Kris De Decker.

Otros tipos de baterías no cambiarían significativamente esta conclusión. Para un sistema comparable fuera de la red con baterías de iones de litio, el almacenamiento de energía representaría alrededor del 95% del costo total de su vida útil (que es casi el doble que el de un sistema con baterías de plomo-ácido). Suponiendo una vida útil optimista (10 años) e incluyendo los controladores de carga, el almacenamiento de energía de litio representa aproximadamente el 70% de la energía invertida en un sistema de red solar.5 6 Para las baterías de níquel-hierro, el almacenamiento de energía representaría el 85% de la vida útil total. costo (no hay datos sobre costos de energía).7

La escala y la ubicación de la instalación solar tampoco influyen. Un sistema más grande necesita más paneles solares, pero también baterías más grandes y controladores de carga más caros y potentes. Las proporciones siguen siendo las mismas.8 El único factor que puede dar a los paneles solares una proporción ligeramente mayor del costo total son las estructuras en las que están montados. No tengo esto en cuenta porque los construí yo mismo con madera de desecho. Sin embargo, si los paneles solares se montan en un tejado, una solución de bricolaje es menos obvia. Pero incluso en ese caso, el coste del almacenamiento de energía sigue siendo, con diferencia, la consideración más importante.

A diferencia de los combustibles fósiles, el sol y el viento no están disponibles según la demanda. El problema con nuestro enfoque hacia la energía renovable es que insistimos en que la energía siempre debe estar disponible infinitamente, independientemente del clima, las estaciones o la hora del día. Ajustar la demanda de energía a la oferta –como se hizo en el pasado– conduciría a reducciones dramáticas en el costo y el uso de combustibles fósiles.

Por ejemplo, si omitiera el almacenamiento en batería de mi instalación solar, mi sistema sería unas 10 veces más barato: 120 euros en lugar de 1.290 euros durante una vida útil de 30 años. Alternativamente, podría gastar 1.290 euros sólo en paneles solares, lo que me daría un sistema solar de 1.075 vatios. Esto es diez veces la capacidad del sistema con baterías, más de lo que cabría en el balcón.

Sin la batería y el controlador de carga, el coste energético de la instalación también baja de 9.835 MJ a 2.275 MJ. En otras palabras, podría generar al menos cuatro veces más energía solar con la misma inversión en combustibles fósiles.

Todo muy bien, pero el sol no brilla después del atardecer y la cantidad de energía solar varía a lo largo del día y del año. Entonces, ¿cómo puede resultar práctico utilizar paneles solares sin baterías (u otra infraestructura de respaldo en el caso de instalaciones conectadas a la red)?

Para responder a esa pregunta, nos fijamos en un pionero de la “energía solar directa”: Living Energy Farm. Esta comunidad de educación ambiental en el estado estadounidense de Virginia está completamente “fuera de la red” gracias a la energía solar, pero sólo el 10% de la energía solar generada pasa a través de una batería (de níquel-hierro). Sin embargo, los paneles solares suministran energía a varias casas, una cocina comunitaria, un taller de metal y una granja.9 10

Imagen: energía solar directa en Living Energy Farm.

La instalación solar ha estado en funcionamiento desde 2011 y consta de sistemas separados con una potencia máxima total de 1.400 vatios.11 En comparación, la potencia máxima promedio de una instalación solar residencial en el Reino Unido y los EE. UU. – para un hogar – es de 4.000 vatios. y 6.500 vatios, respectivamente. Al igual que en mi apartamento, Living Energy Farm consume poca energía, pero el hecho de que apenas se utilicen pilas se debe a otras razones.

Una primera razón es obvia: algunos aparatos y máquinas eléctricas sólo se utilizan durante el día. Esto se aplica, por ejemplo, a todas las máquinas del taller metalúrgico, incluidas la sierra de cinta, el compresor, la amoladora, la sierra circular, el torno, la fresadora y la taladradora. También se aplica a maquinaria agrícola como un molino de granos y una bomba de pozo profundo. Vinculadas directamente a paneles solares, estas máquinas ofrecen todas las capacidades de la tecnología moderna alimentada por red, con la excepción de que solo pueden usarse durante el día.10

En una escala mucho menor, he utilizado energía solar directa para un soldador, una pistola de pegamento y una bomba de riego (para el balcón) en casa. Otros ejemplos de electrodomésticos y máquinas que sólo podrían usarse durante el día incluyen aspiradoras, máquinas de coser, lavadoras, consolas de juegos, cortadoras láser e impresoras 3D. No es tan difícil imaginar una sociedad moderna donde actividades como pasar la aspiradora y las tareas de bricolaje solo se realicen durante el día. Ciertamente no se trata de un regreso a la Edad Media.

Imagen: varias herramientas de taller en Living Energy Farm, la mayoría de ellas funcionan con energía solar directa. Imagen: Alexis Zeigler.

Imagen: Torno de metal que funciona con energía solar directa, Living Energy Farm. Imagen: Alexis Zeigler.

Imagen: Soldadura con energía solar directa. Foto: Marie Verdeil. Ver el vídeo.

Además, no todos los aparatos eléctricos requieren una atención constante. Las lavadoras o lavavajillas que se activan automáticamente cuando brilla el sol se citan a menudo como ejemplos de aplicaciones de una red eléctrica “inteligente”. Pero ese enfoque se basa en una extensa infraestructura de transmisión de electricidad, redes de comunicación y electrodomésticos llenos de electrónica.

Por el contrario, en un enfoque solar directo descentralizado, la inteligencia la proporciona el sol y la rotación del planeta. Una lavadora o lavavajillas que funciona con energía solar directa se puede cargar completamente y encender por la noche. La máquina se pone en marcha "automáticamente" por la mañana. Incluso puedes utilizar temporizadores (electrónicos o mecánicos) para hacer funcionar diferentes aparatos uno tras otro.

Si las nubes suponen un límite adicional para una instalación solar directa y en qué medida depende del tamaño de los paneles solares. Duplicar el área de los paneles solares garantiza suficiente energía solar durante condiciones de nubosidad moderada, mientras que la instalación sigue siendo mucho más barata y sostenible que un sistema con baterías u otra infraestructura de respaldo.

Una superficie aún mayor de paneles solares podría proporcionar suficiente energía incluso en condiciones de nubosidad intensa, pero aumentar diez veces el tamaño del sistema hace que el coste vuelva al nivel de un sistema autónomo con baterías. Cuadriplicar el área hace que el sistema vuelva a ser igualmente dependiente de los combustibles fósiles.

La energía solar directa tampoco descarta el uso de aparatos eléctricos después del atardecer. Como se mencionó, Living Energy Farm tiene un modesto sistema de baterías, que proporciona energía para luces, ventiladores y dispositivos electrónicos después del atardecer, entre otras cosas.10 Además, muchos electrodomésticos modernos ya tienen almacenamiento de energía incorporado. Este es el caso de todo tipo de vehículos eléctricos, de la mayoría de aparatos electrónicos y de aparatos eléctricos más antiguos con pilas AA.

En consecuencia, este tipo de dispositivos pueden cargarse con energía solar directa durante el día y luego utilizarse durante varias horas después del atardecer gracias a la batería incorporada. Combinado con un banco de energía de iones de litio, un panel solar directo también puede permitir cargar dispositivos USB después del atardecer. Esta estrategia puede funcionar incluso para la iluminación, ya que hay muchas lámparas que funcionan con baterías que puedes usar como antorchas modernas, colgadas en diferentes partes de habitaciones y edificios.

Imagen: Un teléfono móvil alimentado directamente por energía solar. Foto: Marie Verdeil.

Por supuesto, subcontratar el almacenamiento de energía química al dispositivo no es la opción más sostenible. La producción de baterías de iones de litio requiere combustibles fósiles y (a diferencia de las baterías de plomo-ácido) no se reciclan. La mejor solución, por supuesto, es reducir el uso de aparatos eléctricos. Pero cargarlas con energía solar directa es mucho más sostenible y eficiente que mediante otras baterías o una red eléctrica alimentada por combustibles fósiles. Si utilizamos dispositivos de alta tecnología, preferiblemente de la forma más inteligente posible.

Una tercera razón por la que la energía solar directa es más práctica de lo que parece inicialmente es que algunos aparatos eléctricos pueden utilizarse después del atardecer gracias al almacenamiento de energía térmica. Esto es mucho más barato y sostenible que el almacenamiento de energía eléctrica. El almacenamiento de energía térmica ya está bastante bien establecido para los sistemas de calentamiento de agua y espacios, que almacenan agua calentada por energía solar en una caldera aislada o (solo para calefacción de espacios) en la envolvente del edificio. No es de extrañar que Living Energy Farm tenga sistemas de este tipo y que la energía solar térmica también proporcione agua caliente en mi apartamento.

Sin embargo, el mismo enfoque también funciona para dos electrodomésticos importantes que necesitan funcionar después del atardecer y también consumen mucha electricidad: el frigorífico y la cocina. En lugar de almacenar electricidad de un panel solar en una batería para luego alimentar un refrigerador o una cocina después del atardecer, estos electrodomésticos de Living Energy Farm utilizan aislamiento térmico. Esto mantiene el calor dentro (en el caso de la cocina) o fuera (en el caso del frigorífico) cuando no hay suministro eléctrico. El aislamiento térmico también garantiza una eficiencia energética muy alta, lo que significa que cada uno de estos aparatos ya puede funcionar con un panel solar de sólo 100-200 vatios.

Es perfectamente posible conectar un frigorífico o un congelador convencional directamente a un panel solar, pero un aparato de este tipo se calentaría muy rápidamente por la noche. Incluso los frigoríficos con las etiquetas de mayor eficiencia energética tienen un espesor de aislamiento relativamente limitado (normalmente 2,5 cm). Sin embargo, si el espesor del aislamiento se aumenta a aproximadamente 12,5 cm, el consumo de energía de un refrigerador se reduce en un factor de cuatro.12 13 La capacidad de enfriamiento pasivo de un refrigerador se puede aumentar aún más añadiendo masa térmica en forma de tanque de agua. dentro del aparato. Durante el día, el panel solar enfría el agua o la convierte en hielo. Por la noche, esta agua fría o hielo ralentiza el calentamiento del frigorífico.14

Un frigorífico que funciona directamente con energía solar también se abre en la parte superior, no en la parte delantera. El aire frío es pesado y así se pierde mucha menos energía cuando alguien abre la puerta. Todas estas opciones de diseño se suman a una eficiencia energética espectacular. Un estudio de refrigeradores solares directos en regiones muy soleadas (Texas y Nuevo México, EE.UU.) demostró que mantenían su capacidad de refrigeración durante 6 o 7 días sin suministro eléctrico. Las unidades funcionaban todo el año con paneles solares de sólo 80 W a 120 W.15 Living Energy Farm alimenta su refrigerador solar con un panel de 200 W.10

Imagen: El Sundanzer DDR165. Un frigorífico diseñado específicamente para energía solar directa. Foto de : Sundanzer.

A diferencia de la calefacción solar, la refrigeración solar se adapta de forma óptima a las variaciones estacionales de la radiación solar. La refrigeración requiere más energía en verano, cuando hay más energía solar. El refrigerador mencionado anteriormente en Nuevo México registró un consumo de electricidad de 406 vatios-hora por día en verano y sólo 230 vatios-hora en invierno.16 Además, la tecnología se puede utilizar a lo largo de toda la cadena de frío, de la cual el refrigerador doméstico es sólo una pequeña parte ( pero esencial) parte. Otra aplicación es la refrigeración por aire, aunque está menos investigada y es más desafiante.17

En principio, una cocina convencional también se puede conectar directamente a un panel solar, pero, como ocurre con un frigorífico convencional, no resulta muy práctico. Sólo se puede cocinar durante el día y hay que instalar muchos paneles solares. Una sola placa eléctrica necesita 1.000 vatios de potencia eléctrica. Una cocina eléctrica solar resuelve estos problemas al dotar la placa de cocción de aislamiento térmico. La tecnología es básicamente una combinación de una estufa eléctrica y un pajar.

Imagen: Prueba de una cocina solar eléctrica. Foto: Universidad Estatal Politécnica de California (Cal Poly).

Gracias al aislamiento térmico, una cocina solar eléctrica acumula lentamente calor durante el día, que luego se puede utilizar para cocinar después del atardecer. De esta forma, una fuente de alimentación mucho menor puede ser suficiente para alcanzar altas temperaturas. Piense en ello como “cargar” su cocina, no con electricidad sino con calor.

Investigadores de la Universidad Politécnica Estatal de California (Cal Poly), en EE. UU., construyeron la primera cocina eléctrica solar en 2015. Su dispositivo de 12 voltios, que desde entonces se ha ido perfeccionando, solo necesita un panel solar de 100 W para funcionar. Se hierve un litro de agua en una hora. Con un día completo de luz solar se pueden cocinar casi 5 kg de frijoles, arroz, guiso o patatas.18

Es posible cocinar después del atardecer utilizando una olla con un fondo mucho más grueso (5-10 kg). El equipo de investigación de Cal Poly logró llevar la temperatura de ese almacenamiento de calor sólido a 250°C en cinco horas con un panel solar de 100W. Luego pudieron hervir un litro de agua en tres segundos después del atardecer. En otra prueba, sofrieron 1 kg de verduras en dos minutos. La configuración ideal consta de dos ollas: una con y otra sin almacenamiento de calor. Así, una cocina solar eléctrica puede cocinar tanto lenta como rápidamente, dependiendo de la hora del día y del plato.19

Imagen: El principio de una cocina eléctrica solar con almacenamiento de calor sólido. Dibujo: Universidad Estatal Politécnica de California (Cal Poly).

Al igual que los sistemas solares de agua y calefacción, la cocina y la refrigeración pueden funcionar con y sin electricidad, con paneles fotovoltaicos por un lado y colectores solares térmicos por el otro. Pero mientras que el calentamiento solar de espacios y agua es más eficiente en términos de costos y energía sin electricidad, para el enfriamiento y la cocina solares ocurre todo lo contrario.

La calefacción de espacios y de agua requiere diferencias de temperatura relativamente pequeñas, que pueden lograrse mediante colectores solares térmicos de bajo coste fabricados con placas de vidrio y tuberías de agua. Por el contrario, enfriar y cocinar requieren mayores diferencias de temperatura, lo que requiere colectores solares más sofisticados (de tubos de vacío o parabólicos), y estos son más caros que los paneles fotovoltaicos.20 21

La única excepción es una simple cocina solar (una caja aislada con tapa de vidrio), pero no puede alcanzar temperaturas tan altas. Además, una cocina solar eléctrica tiene algunas ventajas adicionales. Con un aparato no eléctrico hay que cocinar al aire libre, lo que es menos práctico pero también menos eficiente, especialmente en invierno: una cocina solar térmica perderá más calor al ambiente. Una cocina solar eléctrica también es más eficiente energéticamente porque está aislada por todos lados. También funciona mejor en tiempo nublado y se puede utilizar después del atardecer. En Living Energy Farm, la cocina solar parabólica solo se utiliza en condiciones óptimas: a pleno sol y con altas temperaturas exteriores.

Aunque Living Energy Farm está poniendo en práctica todas estas aplicaciones de energía solar directa, existen algunos desafíos técnicos para quienes quieran seguir su ejemplo. Casi toda nuestra tecnología moderna está diseñada para funcionar con un suministro de energía estable e ininterrumpido. No tiene por qué ser así, pero por ahora, la energía solar directa suele requerir algunos retoques. Un sistema solar directo es mucho más fácil de construir que un sistema autónomo con baterías, pero a menudo requiere modificaciones por parte del aparato.

Algunos dispositivos se pueden conectar directamente a un panel solar: basta con conectar los contactos positivo y negativo del panel solar y del dispositivo. Por ejemplo, las máquinas con motor de CC toleran grandes fluctuaciones en el suministro de energía. Así funcionan el taller metalúrgico y la maquinaria agrícola de Living Energy Farm. Si las nubes bloquean el sol, la carga eléctrica combinada puede llegar a ser mayor que el suministro de energía de los paneles solares, pero esto no detiene las máquinas. Todos los motores disminuirán su velocidad porque comparten la energía disponible, pero todos continúan haciendo un trabajo útil.10 22

Lo mismo se aplica a todos los aparatos que funcionan con elementos calefactores resistivos, como hervidores, hornillos o sistemas de calefacción eléctricos. Funcionan independientemente de la potencia o el voltaje, solo más lento o más rápido. Un refrigerador que funciona con energía solar directa funciona preferiblemente con un compresor de CC variable, que puede ajustar su velocidad de acuerdo con la variación de la producción de energía solar.10 23

Muchos otros dispositivos necesitan una entrada de voltaje específica y estable, que normalmente no coincide con la que produce el panel solar. Esto se puede solucionar colocando un convertidor CC-CC (un convertidor “reductor” o “impulsor”) entre el panel solar y el dispositivo. Se trata de un pequeño módulo electrónico que convierte el voltaje fluctuante de un panel solar en un voltaje de salida constante para un dispositivo de bajo voltaje (5 V, 12 V o superior).24

Imagen: Experimentos con energía solar directa. Foto: Marie Verdeil.

Si además utiliza un inversor, incluso los aparatos de red pueden funcionar directamente sobre un panel solar.25 Los convertidores CC-CC son esenciales para todos los aparatos que contienen componentes electrónicos. Este es el caso de muchos electrodomésticos hoy en día, incluidos aquellos, como las lavadoras o las cafeteras, que hasta hace poco funcionaban sin componentes electrónicos. Esto a menudo le brinda dos opciones para hacer funcionar dichos aparatos con energía solar directa. Puede instalar un convertidor CC-CC o modificar el aparato sin pasar por la electrónica.

La mayoría de las aplicaciones de energía solar directa funcionan a bajo voltaje, por lo que puede hacerlo usted mismo de forma segura. La revista Low-tech pronto publicará un manual sobre esto. Sin embargo, Living Energy Farm utiliza corriente continua con voltajes más altos para varias aplicaciones. Algunos ejemplos son las máquinas herramienta en los talleres metalúrgicos (90 V) y una serie de potentes cocinas solares eléctricas (48 V, 180 V). No es una buena idea construir estos sistemas usted mismo a menos que cuente con la ayuda de un electricista calificado, ya que estos voltajes pueden provocar accidentes fatales.

Aquellos que deseen construir sus propias cocinas solares eléctricas (de bajo voltaje) encontrarán manuales completos tanto en Living Energy Farm como en Cal Poly.26 Los dispositivos se pueden fabricar con materiales simples. El material aislante debe ser ignífugo. Algunos materiales son, por ejemplo, lana de roca, fibra de vidrio, lana natural o arcilla.

Se pueden utilizar diferentes tecnologías para los elementos calefactores, pero incrustar cables de nicromo en cemento es la opción más sencilla. Estos cables se pueden tomar de una variedad de electrodomésticos como tostadoras, hornos y hornillos. En principio, los cables calefactores se pueden conectar directamente a la olla, pero es más práctico hacer un "nido" calentado en el que se pueda colocar una olla.

Imagen: Inspirándose en el trabajo de Cal Poly, Living Energy Farm también desarrolló una serie de cocinas solares eléctricas, una de las cuales ofrece a la venta a través de su sitio web. El horno Roxy se puede utilizar como placa calefactora o como horno, por ejemplo para hornear pan. La puerta también permanece cerrada cuando se utiliza como placa caliente. Esta cocina solar no tiene almacenamiento de energía.

Imagen: El horno Roxy sin puerta y con el aislamiento de lana de vidrio visible. El dispositivo, fabricado en un taller metalúrgico con energía solar directa, funciona con 48 V y requiere un panel solar de 200 a 500 vatios. Living Energy Farm también ofrece el refrigerador solar de Sunstar a la venta en línea.

La sostenibilidad de una instalación solar depende no sólo de la energía necesaria para producir y mantener la infraestructura, sino también de la energía producida por los paneles solares durante su vida. Algunas personas argumentarán que el uso directo de la energía solar es inferior a las instalaciones solares convencionales conectadas a la red o alimentadas por baterías.

Después de todo, la aspiradora, la lavadora y el taladro eléctrico no se utilizan todos los días, y si no hay ningún aparato eléctrico conectado, un panel solar tampoco producirá energía. En consecuencia, la cantidad de electricidad producida por el panel disminuirá a lo largo de su vida útil, mientras que la energía necesaria para fabricarlo seguirá siendo la misma. Esto hace que la energía de un panel solar directo emita más carbono.

Sin embargo, debido a que el almacenamiento de energía en baterías (o la alternativa conectada a la red) representa una proporción tan grande de la energía total invertida, un panel solar independiente puede desperdiciar bastante energía antes de volverse menos sustentable que su contraparte con almacenamiento en baterías o conexión a la red.

Además, el uso directo de la energía solar evita las pérdidas de carga y descarga causadas por las baterías, o las pérdidas de energía en la infraestructura de transmisión de los sistemas conectados a la red. Ambos deben compensarse con paneles solares adicionales. Además, los paneles solares conectados a baterías o a la red también desperdician energía, como consecuencia de la gran diferencia en la producción de energía entre verano e invierno.

Sin embargo, es importante maximizar la producción de energía de un panel solar directo. En ese contexto, resulta útil volver por un momento al sistema de ejemplo original ubicado en mi balcón. La energía solar directa podría ser una buena adición a este sistema, especialmente para el frigorífico y la cocina. Fue gracias a estos electrodomésticos que en 2016 llegué a la conclusión de que era imposible desconectar completamente mi apartamento de la red.

Sin embargo, Living Energy Farm demuestra que se puede hacer: en el balcón hay espacio para otros 200 vatios de paneles solares (4 x 50 W), suficientes para alimentar tanto un frigorífico con aislamiento térmico como una placa de cocina. No se necesitaría capacidad adicional de batería.

Para otros aparatos, sin embargo, la energía solar directa en mi caso no sirve de mucho. No sería muy eficiente instalar un panel solar extra para la lavadora o el taladro eléctrico, ya que sólo se utilizan ocasionalmente. Esto parece favorecer una red eléctrica “inteligente”, porque así muchos hogares pueden utilizar la misma energía solar: siempre hay alguien que necesita lavar la ropa o hacer un agujero.

Sin embargo, una red inteligente de este tipo requiere mucha infraestructura, incluso si se utilizara energía solar directa a esa escala. Puede que no requiera baterías ni combustibles fósiles como respaldo, pero sí requiere infraestructura de transmisión y comunicación.

Imagen: Un tocadiscos que funciona con energía solar directa. Foto: Marie Verdeil. Ver el vídeo.

Living Energy Farm demuestra una solución alternativa: la organización comunitaria de las tareas domésticas y el trabajo. En lugar de una red eléctrica comunitaria que distribuya energía a muchos hogares individuales, podemos establecer servicios colectivos con producción de energía descentralizada.

En el taller comunitario de Living Energy Farm, la energía solar directa se puede utilizar de forma mucho más eficiente que en un taller individual que sólo se utiliza ocasionalmente. Una lavandería colectiva en cada calle también utilizaría la energía solar directa de forma mucho más eficiente. Además, de esta manera ahorramos mucha energía en la construcción de electrodomésticos y ganamos mucho espacio.

Esta estrategia se vuelve aún más importante si elegimos no la energía solar directa sino la energía eólica directa, o una combinación de ambas. Living Energy Farm está ubicada en una región soleada, pero el mismo enfoque también podría funcionar en lugares ventosos.

Sin embargo, existe una diferencia importante entre la energía solar y la energía eólica. La eficiencia de un panel solar no depende de su tamaño, lo que hace que la energía solar sea ideal para la producción de energía descentralizada. Por el contrario, la eficiencia de una turbina eólica aumenta más que proporcionalmente a medida que aumenta el diámetro del rotor. Por lo tanto, mucho mejor que una turbina eólica por hogar es una turbina eólica algo más grande para una comunidad de hogares, por ejemplo para alimentar una lavandería o un taller colectivo.

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