L’energia fotovoltaica (1)

Hi ha dies que t’emprenyes llegint el diari. I ahir en va ser un: no només perquè en els mots encreuats de la Vanguardia hi faltaven les definicions dels 13 i 14 verticals, sinó perquè un articulista, un tal Antonio Cerrillo, en un article titulat Kioto: un camino irreversible, ens explica que hi ha gent que intenten parar la lluita contra el canvi climàtic aprofitant la crisi, i posa com exemple “y se han reducido las primas a la energía fotovoltaica, justo cuando esta fuente empieza a salir en las estadísticas de la producción eléctrica” . El senyor Cerrillo demostra, dient això, una supina ignorància de l’energia fotovoltaica, ja que si no es reduïssin les primes a aquest tipus d’energia, desapareixeria del mapa d’aquí a poc temps.

Llegint aquesta estupidesa del senyor Cerrillo, he pensat dedicar una petita sèrie a l’energia fotovoltaica, on intentaré demostrar el que acabo de dir.

He de començar dient que sóc partidari de l’energia fotovoltaica, encara que només sigui per haver participat activament, en els darrers anys de la meva vida professional, en un programa d’investigació per produir un silici policristal•lí suficientment pur per produir energia fotovoltaica, i suficientment econòmic per poder produir energia elèctrica a un preu més competitiu que les cèl•lules actuals (que estan fetes, en el 80 % dels casos, per un silici extrapur i monocristal•lí, que és excessivament car)

Però, per altra banda, he de reconèixer que l’energia fotovoltaica té dos greus inconvenients:

- és massa cara, cosa que probablement es podrà arreglar,
- i, sobretot, només produeix de dia.


Què és l’energia fotovoltaica?

L’energia fotovoltaica prové directament de l’energia del sol. Aquesta energia del sol està composada de fotons, que es poden considerar com unes boletes d’energia que, al xocar contra segons quines superfícies, hi desplacen electrons, creant una zona amb menys electrons i una altre zona amb més electrons, el que genera un voltatge, que es pot aprofitar com a energia elèctrica si el connectem a un circuit o a la xarxa elèctrica.

El material més utilitzat és el silici, tallat en capes fines, una de les quals està dopada amb bor (que té un electró menys que el silici) i l’altre amb fòsfor (que té un electró més que el silici). Per això fa falta un silici relativament pur: el silici industrial necessita una purificació, operació que té un cost important. Les cèl.lules de silici tenen un rendiment de conversió de l’ordre del 16 %.

També es poden utilitzar altres materials, com el telelur de cadmi o el seleniür d’indi, però són materials, per ara, massa cars, encara que tenen un rendiment superior al silici.

En un dia assolellat, la terra rep uns 1.000 watts per metre quadrat d’energia solar. A les latituds mitjanes com la nostra, tenint en compte el cicle del dia i de la nit i les condicions meteorològiques, podem prendre com a base una radiació solar mitjana de 250 watts per metre quadrat durant l’estiu i de 100 watts per metre quadrat durant l’hivern.

Podem calcular el que s’anomena hores equivalents, que és la quantitat d’hores que una instal•lació treballa a la seva potència nominal. Tenint en compte que l’assolellament més important és al migdia del solstici d’estiu, i que l’energia obtinguda en aquest moment és la considerada com a nominal, que no hi ha producció d’energia a la nit, el nombre d’hores equivalents anuals és, en un país com el nostre, d’unes 1.800. Notem que 1.800 hores equivalents és un 20 % de les hores totals de l’any; si fem un càlcul ràpid, veiem que el 20 % de 1.000 watts per metre quadrat són 200, que és un bon promig entre els 250 de l’estiu i els 100 de l’hivern.

Un metre quadrat de cèl•lules de silici, que tenen un rendiment del 16 %, ens donarà doncs una potència mitjana de 200 x 0,16 = 32 watts. Al cap del dia, obtindrem 32 x 24 = 768 watts hora, i, al cap de l’any, 768 x 365 = 280 kilowatts hora.

(Si fóssim al Sàhara, on hi ha menys núvols i la llum arriba més vertical que a casa nostra, es podrien produir gairebé 500 kWh d’electricitat per metre quadrat de cèl•lules de silici)

En una casa “normal” es consumeixen cada any uns 2.000 kWh d’electricitat. Amb 7 metres quadrats de panells podriem produir l’electricitat que necessitem.


Quan costa l’energia fotovoltaica?

Quan costa de veritat l’energia fotovoltaica? Es difícil de dir, ja que el sector no és gens transparent. Intentaré fer una estimació d’aquest cost, agafant les dades que Photowatio, una de les empreses més importants d’Espanya, ha publicat sobre la seva central de Trujillo, a Extremadura, inaugurada el passat mes d’abril.

Potència de la instal•lació = 20 MW
Cost total de la instal•lació = 175 milions d’euros, és a dir, 8,75 euros per watt instal•lat.

Aquest cost és una mica més elevat que els standards internacionals, que l’estimen entre 7,5 i 8 euros per watt instal•lat.

Aquesta instal•lació fotovoltaica de 20 MW produirà, agafant un total anual d’hores equivalents de producció igual a 1.800 hores, un total de 36 milions de kilowatts hora per any.

Una instal•lació fotovoltaica està garantida per 25 anys. Si la volem amortitzar en aquests 25 anys, l’amortització anual a un interès del 6 % serà de 13,7 milions d’euros. El cost d’explotació (gestió i del manteniment) de la instal•lació la podem estimar en 2 milions d’euros anuals. El cost total (amortització + explotació), serà doncs de 15,7 milions d’euros anuals, el que ens dóna un cost del kilowatt hora de 15,7 / 36 = 0,44 €.

S’ha de dir que aquest cost és molt dependent del tipus d’interès. Si, en comptes del 6 % es calcula l’amortització amb un interès del 4 %, l’anualitat passa de 13,7 milions a 11,2, i el preu del kilowatt hora de 0,44 a 0,37.

El cost de l’energia fotovoltaica és, en un percentatge molt elevat, degut al cost de la inversió. Es, doncs, fonamental trobar cèl•lules més econòmiques i/o més eficients si es vol que aquesta energia sigui competitiva i no afecti massa la nostra butxaca.