Así lo refleja la propia Agencia Internacional de la Energía, cuyas estimaciones indican un incremento nada menos que del 50% de la capacidad instalada en las plantas solares durante los cuatro próximos años. En España la tendencia es parecida: la potencia solar instalada ha aumentado un 129% entre 2019 y 2022. Además, de cumplirse los objetivos establecidos en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC), un 81% de la electricidad se obtendrá mediante fuentes renovables en 2030.
Inversor: inversión óptima
Uno de los principales elementos en la conversión de energía solar a eléctrica es el inversor, cuya misión es transformar la corriente continua (DC) proporcionada por los paneles solares en la corriente alterna (CA) que circula por la red eléctrica y es suministrada a empresas, organizaciones y viviendas. El término “inversión” cobra más importancia, por tanto, en su doble acepción: desde el punto de vista del procesamiento de la señal eléctrica y de la rentabilidad. Un factor clave para amortizar el coste del inversor es su eficiencia, pues marcará el grado de aprovechamiento de la energía solar en su conversión a electricidad. La eficiencia idónea suele ser igual o superior al 90% y cada punto porcentual cuenta, por eso son tan sobresalientes los niveles del 97% o incluso superiores que alcanzan algunos inversores solares. Para lograr eficiencias tan altas es preciso un funcionamiento óptimo del inversor en todo momento, lo cual exige a su vez recurrir a la tecnología más avanzada. Por ejemplo, utilizando componentes electrónicos de carburo de silicio (SiC), un material idóneo para minimizar las pérdidas en conducción y conmutación, y, por tanto, para optimizar el rendimiento.
Los inversores híbridos resultan particularmente ventajosos porque proporcionan la máxima disponibilidad de energía. Estos dispositivos combinan la conversión DC-CA de todo inversor con el respaldo de una batería que almacena energía y a la que se puede recurrir cuando sea necesario, junto con la posibilidad de introducir el exceso de electricidad en la red, así como de alimentarse de la propia red para recargar la batería. Una solución óptima por su eficiencia y su rentabilidad que se aprovecha especialmente en instalaciones de autoconsumo. La energía solar fotovoltaica está llamada a ocupar una parte muy sustancial del consumo eléctrico en un mundo cada vez más electrificado: la combinación de precios a la baja, eficiencias al alza y creciente versatilidad de los equipos que constituyen las instalaciones solares, y particularmente de los inversores, contribuye a impulsar su demanda.
En caso de cortes de energía o fluctuaciones de la red, los inversores híbridos mejoran la continuidad operativa porque permiten mantener la operación de sistemas críticos gracias a la energía almacenada en baterías. Esto asegura la continuidad de las operaciones y reduce el riesgo de pérdidas financieras por inactividad, algo crucial para empresas que requieren un suministro eléctrico constante. Los inversores híbridos son más flexibles para futuras expansiones o cambios en la infraestructura energética. Esto permite a las empresas adaptarse mejor a las nuevas regulaciones energéticas y de sostenibilidad, evitando costosas modificaciones en el sistema a medida que crecen o cambian sus requisitos energéticos.
El regulador de tensión, un dispositivo en auge
Uno de los problemas en el ámbito de las renovables es la fluctuación de la tensión eléctrica, especialmente en los finales de línea, donde las variaciones pueden ser más pronunciadas debido a la distancia y las pérdidas inherentes al cableado.
Las fluctuaciones de tensión pueden provocar una serie de problemas en las instalaciones fotovoltaicas. Los equipos sensibles, como inversores y dispositivos electrónicos, pueden sufrir daños o ver reducida su vida útil debido a picos o caídas de tensión. Hay variaciones que pueden llegar a causar interrupciones en el servicio, generando apagones o reinicios inesperados de los equipos, lo que afecta la continuidad operativa del sistema. Una tensión inadecuada disminuye la eficiencia de los inversores y otros componentes clave, repercutiendo negativamente en el rendimiento energético y económico de la instalación.
Los reguladores de tensión mantienen la tensión eléctrica dentro de parámetros seguros y constantes
¿Cuál es el papel del regulador de tensión? Mitigar estos riesgos. Estabiliza la tensión eléctrica, manteniéndola dentro de parámetros seguros y constantes, lo que es crucial para el correcto funcionamiento de todos los componentes del sistema fotovoltaico. Es capaz de corregir variaciones de tensión de ±15%, asegurando un suministro constante y fiable por su tecnología de control digital, basada en microprocesadores, que permite una regulación precisa y una rápida respuesta ante cambios en la tensión, algo esencial para proteger equipos sensibles y mantener la continuidad operativa del sistema.
A un estabilizador hay que pedirle un diseño robusto, con protección multinivel y mecanismos contra sobrecargas, cortocircuitos y picos de tensión transitorios, que garantice un alto nivel de seguridad y confiabilidad en la operación del sistema. Esta protección integral salvaguarda los componentes más costosos y evita fallos operativos, lo que prolonga la vida útil de toda la instalación.
Un futuro impulsado por el almacenamiento
El almacenamiento de energía es esencial para lograr una transición energética efectiva y mantener el crecimiento de las renovables. A medida que más países adoptan tecnologías renovables, la capacidad de almacenar de forma eficiente y económica la energía determinará el éxito de estos esfuerzos. Los avances en almacenamiento ayudarán a eliminar los problemas de intermitencia asociados y contribuirán a la estabilidad de los precios de la electricidad y a la seguridad energética global.
El almacenamiento de energía permite hacer frente a la variabilidad de las fuentes renovables por una parte, y garantizar por otra la seguridad energética, especialmente en momentos de alta demanda o fallos en la red, y su futuro a gran escala está en pleno desarrollo, por lo que su éxito será determinante para asegurar una transición hacia un modelo energético más limpio, fiable y sostenible. Aunque tiene un potencial inmenso, su implementación a gran escala sigue levantando recelos, derivados de las presiones de los grandes grupos productores eléctricos. Los gobiernos de todo el mundo están empezando a reconocer este hecho, y la Unión Europea, por ejemplo, ha incluido el almacenamiento de energía como una prioridad dentro de su estrategia para alcanzar la neutralidad de carbono en 2050. Además, países con un gran potencial de producción fotovoltaica como España están invirtiendo fuertemente en esta área, con proyectos destinados a mejorar la capacidad de almacenamiento de sus redes eléctricas y garantizar así un suministro fiable y sostenible.
¿Cuál sigue siendo el reto? Escalar estas tecnologías de manera que sean económicamente viables y puedan integrarse en redes eléctricas a gran escala. A pesar de los avances tecnológicos, la verdadera barrera está en lograr que estas soluciones sean fácilmente accesibles, para que estas tecnologías sean viables en países de diferentes niveles de desarrollo. Es necesario, pues, que existan economías de escala que permitan reducir los costes unitarios mediante la producción masiva y, al mismo tiempo, la creación de un mercado global competitivo y abierto que permita la transferencia tecnológica entre regiones.
Otro aspecto para hacer que el almacenamiento energético sea económicamente viable a gran escala es la integración efectiva en las redes eléctricas existentes. Esto requiere la construcción de infraestructuras adecuadas y el desarrollo de sistemas de gestión de energía inteligentes capaces de gestionar la intermitencia de las energías renovables y equilibrar la demanda de manera eficiente. Tecnologías como las microrredes y los sistemas de almacenamiento descentralizados pueden desempeñar un papel importante en esta transición, ya que permiten una mayor flexibilidad y resistencia frente a los apagones y otros problemas de suministro. Una integración a gran escala que implica la necesidad de modernizar las infraestructuras eléctricas tradicionales, muchas de las cuales aún no están preparadas para gestionar grandes volúmenes de energía distribuida.