El impacto del uso de la energía fotovoltaica en la tecnología verde del futuro
Los inconvenientes de los combustibles fósiles son cada vez más innegables.
Afortunadamente, la respuesta del mundo es avanzar hacia las energías y tecnologías sostenibles.
Cada día, los científicos e ingenieros superan desafíos para alimentar los edificios y las infraestructuras del planeta totalmente con fuentes de energía renovables.
Aún no hemos empezado a explorar todo el potencial de la tecnología verde con la energía solar.
Aquí hay un vistazo a lo que podría ser el futuro utilizando la energía del Sol.
¿Qué es la tecnología verde?
Sin duda, llevas años escuchando hablar de productos o servicios respetuosos con el medio ambiente.
Pero no siempre está claro qué significa “verde” o “sostenible”.
¿Qué hace que algo sea bueno para la Tierra?
Utiliza líneas de suministro sostenibles
Como todos sabemos, un producto no aparece de la nada.
Para que una máquina o un dispositivo complicado funcione, hay que obtener las piezas necesarias, ensamblar y luego ser enviado.
Por ejemplo, como las economías modernas se han globalizado, muchas piezas y componentes de los paneles solares se fabrican en el extranjero.
Esto aumenta su huella de carbono, ya que el envío por aire o por mar requiere una cantidad importante de combustible.
Preserva los recursos no renovables
Muchos de los artículos que utilizas a diario dependen de recursos limitados.
El petróleo de los plásticos, el carbón que impulsa los hogares y los metales pesados en las joyas no son renovables.
Aunque la Tierra aún contiene muchos metales, cada kilo que extraemos no podrá ser sustituido en un futuro próximo.
No crea un daño directo
Algunos productos son renovables y de procedencia local, pero aun así causan daños.
Otros dependen de cadenas de suministro insostenibles que explotan a mano de obra barata.
Otros siguen conteniendo sustancias químicas nocivas que contaminan el medio ambiente.
Cualquier cosa que cause un daño directo a la Tierra o a las personas no puede considerarse “verde”.
¿Es la energía fotovoltaica una tecnología verde?
La energía fotovoltaica se encuentra en una extraña zona entre la tecnología sostenible e insostenible.
Aunque la luz del sol es la fuente de energía más abundante y fácil de captar en el mundo, los dispositivos para recolectarla se desarrollan mediante procesos de fabricación tradicionales.
Antes de calificar la energía solar como un recurso verde, hay que tener en cuenta tanto la cadena de producción como los impactos directos.
Las celdas fotovoltaicas utilizadas en los paneles contienen metales pesados nocivos que pueden filtrarse a los suministros de agua y causar daños a los ecosistemas.
Muchas empresas se abastecen de los materiales de los paneles en lugares lejanos, lo que hace que el proceso de producción sea positivo en términos de carbono.
Sin embargo, estos problemas se están abordando.
Como los paneles están siempre bien sellados, su daño es mínimo.
Muchas empresas de renombre ya están trabajando intensamente para resolver los problemas de la cadena de producción, entendiendo que la energía fotovoltaica es el futuro de la energía eléctrica.
¿Cómo será la energía solar en el futuro?
Durante mucho tiempo, el tamaño de las celdas solares disminuyó al ritmo de los chips de computador, requiriendo menos espacio para realizar las mismas funciones.
En la actualidad, las dimensiones de las celdas se han estancado y no es probable que se reduzcan mucho en el futuro.
Sin embargo, el coste de producción de estas celdas está bajando en gran medida.
Y ahora es más asequible que nunca instalar un sistema fotovoltaico en casa.
En los próximos años y décadas, es probable que la energía solar de bajo costo cambie muchos aspectos de la sociedad moderna.
Economía redefinida
La energía solar será barata, pero seguirá ocupando espacio físico.
¿Qué significa esto para el futuro de la tecnología verde?
Significa que deben cambiar muchas cosas.
En primer lugar, los líderes deben tomarse en serio la nueva industria y ofrecer los incentivos correspondientes.
Una vez que lo hagan, miles de trabajadores deberán dedicarse a la construcción de instalaciones y a proporcionar la infraestructura necesaria para los próximos cambios.
Para combatir los efectos adversos del cambio climático, un gran porcentaje de personas de todo el mundo debe abandonar las fuentes de energía fósiles.
Los gobiernos deben proporcionar estaciones solares y redes alimentadas con energía solar de la misma manera que ahora dan a los ciudadanos energía no renovable.
Trabajo creativo
La mayoría de los investigadores coinciden en que la energía solar no ocupará mucho espacio terrestre.
Es posible que sólo se necesite un 0,5% del espacio total en Estados Unidos.
Los ciudadanos y los desarrolladores de energía pueden colocar los paneles en los techos o en los campos desocupados en la mayoría de las zonas rurales.
Las ciudades se enfrentan a retos más importantes.
Dado que las zonas densamente pobladas tienen muchos residentes que necesitan energía por cada área iluminada por el sol, los funcionarios de energía y los constructores tendrán que idear soluciones creativas.
Podrían ser instalaciones de doble uso en las que los paneles proporcionen tanto energía como refugio en algunos casos.
Algunos innovadores ya han propuesto el uso de techos o ventanas fotovoltaicas para solucionar los problemas de espacio.
Desarrollo competitivo
Capturar energía de la luz ya es rentable, pero sólo hemos visto el principio.
A medida que las celdas fotovoltaicas sean más baratas y fáciles de integrar, las empresas tecnológicas estarán más interesadas en desarrollar innovaciones para competir con las existentes.
Aunque en la actualidad son muchas las empresas que ensamblan productos solares, es probable que un grupo selecto domine el mercado de la tecnología verde en el futuro.
Es probable que algunas empresas se conviertan en gigantes del mercado, haciendo que los sistemas fotovoltaicos sean más accesibles y estandarizados.
Solución de problemas
Ninguna tecnología es perfecta.
Las turbinas eólicas, por ejemplo, pueden matar a los pájaros en vuelo y crear un ruido que algunos consideran desagradable.
Aunque muchos encuentran estos inconvenientes como razones para evitar los desarrollos verdes, los beneficios de todas las tecnologías sostenibles superan con creces los del destructivo carbón y el gas.
Los científicos ya han hecho algunos cálculos interesantes, como el de considerar el uso de los grandes desiertos del mundo como enormes granjas solares.
No hay mucho allí, dice la lógica, por lo que no habría ningún inconveniente en instalar un enorme parque.
El problema es que un parque gigante cambiaría el albedo, o la firma de color, de toda la zona.
Esto aumentaría significativamente la cantidad de calor absorbido por el planeta, causando consecuencias ambientales no deseadas.
Aunque los modelos climáticos predictivos utilizados para llegar a esta conclusión han sido problemáticos, muchos piensan que las granjas gigantes del desierto podrían aumentar las temperaturas y las precipitaciones locales, creando un bucle de retroalimentación en el que las temperaturas globales aumenten de forma impredecible.
Este cambio es sólo uno de los posibles efectos secundarios de la explotación fotovoltaica a gran escala.
Pero puede haber una solución fácil al problema: no colocar paneles negros en lugares donde cambien drásticamente la firma de color de la Tierra.
No podremos conocer todos los cambios hasta que las cosas estén mucho más avanzadas.
Los científicos, las empresas y los gobiernos deben encontrar formas ingeniosas de limitar los impactos perjudiciales.
Integración con los vehículos eléctricos
Tanto los vehículos como las viviendas generan una cantidad considerable de contaminación por combustibles fósiles.
Para que un vehículo o un sistema de alimentación doméstico sea una tecnología verdaderamente verde, ambos deben funcionar independientemente de la red eléctrica.
Algunas estaciones de servicio ya cuentan con estaciones de carga, y la carga futura funcionará con energía solar.
Aunque el mundo convertirá la energía renovable en un servicio público, las estaciones de carga serán habituales mucho antes.
Las implantaciones a pequeña escala ya han comenzado.
Los vehículos eléctricos competirán mejor con los coches y camiones clásicos cuando se generalicen las opciones de recarga.
Como los residentes en zonas remotas suelen tener que recorrer muchos kilómetros al día, necesitan cargar sus vehículos.
Incluso los que viven en grandes ciudades necesitan ocasionalmente conducir largas distancias.
Durante los días festivos o las vacaciones, la gente suele conducir cientos de kilómetros.
Con estaciones de recarga públicas en todo el mundo, es más probable que la gente compre vehículos eléctricos en lugar de los tradicionales.
Igualdad social
La disponibilidad de energía es una cuestión social.
Además de servicios críticos como la calefacción, la refrigeración y la filtración de agua, la energía proporciona acceso a la educación, a los servicios de emergencia, a las oportunidades profesionales y a las redes sociales.
Aunque el acceso a la energía es caro y supone una carga para muchos gobiernos en vías de desarrollo, una revolución solar puede revertir esta situación.
Cuando los ciudadanos de los países de bajos ingresos y bajo PIB tengan acceso a una energía ilimitada, podrán elegir mejor su estilo de vida.
Afortunadamente, esto podría tener un efecto dominó sobre el medio ambiente, ya que los ciudadanos dejarían de depender de medidas destructivas para el medio ambiente, como la tala de bosques tropicales, para obtener ingresos.
Agricultura solar
Los agricultores, especialmente los que crían ganado, han tenido mala prensa.
Tanto las operaciones agrícolas como el transporte consumen mucha energía.
Muchas explotaciones agrícolas estadounidenses han luchado por seguir siendo económicamente viables al tiempo que satisfacen las demandas de sostenibilidad de los consumidores.
La implantación de la energía solar ayuda a los agricultores a reducir los costes energéticos y a atraer a los consumidores más exigentes.
Las grandes instalaciones también tienen beneficios para los cultivos.
Los cultivos que dependen de la sombra y la toleran, como las acelgas, el trigo, los tomates y las papas, crecen bien bajo las cubiertas de energía.
Esto permite a los agricultores duplicar el uso de la tierra y aprovechar los beneficios no realizados.
Sistemas acuáticos
La Tierra tiene mucho espacio para los paneles fotovoltaicos.
Pero esta tierra está llena de plantas que utilizan la misma energía.
Cuando los paneles de doble uso no son prácticos, los agricultores y los gobiernos pueden hacerlos flotar en su lugar.
Aunque pueda parecer poco práctico, ya se está haciendo con éxito en muchos lugares.
Las crianzas de peces se benefician de los paneles flotantes, ya que los equipos que utilizan para oxigenar el agua consumen mucha energía, lo que supone un mayor coste.
Las instalaciones renovables flotantes evitan los costes de alimentación de los equipos de oxigenación.
Esto hace que las crianzas de peces sean más sostenibles.
Las instalaciones flotantes no son ideales para los estanques y los hábitats silvestres sensibles, ya que bloquean la luz o calientan el agua circundante.
Además, si se dañan, pueden filtrar material interno.
Como las crianzas conectadas a grandes masas de agua no tienen que preocuparse por estos problemas, suelen utilizar sistemas fotovoltaicos flotantes.
Asimismo, las instalaciones de aguas servidas utilizan instalaciones flotantes, ya que gestionan sistemas de agua residuales.
¿Cómo cambiarán las celdas solares?
El futuro de la tecnología verde depende de nuestra capacidad para adaptar las celdas de captación de luz a diferentes usos.
En la actualidad, los paneles solares son relativamente finos, pero aún requieren materiales para su producción.
Esto es costoso y supone una carga para las líneas de producción.
Además, las celdas de silicio modernas son pasivas y sólo reciben la máxima energía lumínica cuando el Sol está en un ángulo óptimo.
Los científicos esperan resolver ambos problemas.
Eficiencia lumínica
Dado que los componentes electrónicos de los paneles no pueden aumentar mucho su eficiencia, los investigadores han propuesto integrar componentes electrónicos que sigan al Sol a medida que se desplaza por el cielo.
Esto permitiría captar más fotones para transformar la luz en energía.
Otros han propuesto películas multicapas que utilizan capas de refuerzo para captar los fotones que las capas exteriores no captan.
Para mejorar aún más el rendimiento de los paneles, los desarrolladores podrían incorporar soluciones como el uso de espejos para canalizar la luz adicional.
Coste
Para reducir la cantidad de material necesario para convertir la luz en energía utilizable, algunos científicos están investigando formas de utilizar celdas superfinas -y, por tanto, superbaratas- que podrían añadirse a diversos dispositivos de captación futuristas.
Esta investigación aún está en sus inicios, pero avanza rápidamente.
Material
Otro cambio significativo que puede llegar al mercado solar es el material utilizado para recoger la luz.
El silicio es actualmente omnipresente, pero puede no ser el material perfecto.
Aunque es el primer material, es relativamente caro e ineficiente.
Sólo podemos especular sobre qué otros materiales podrían suceder al silicio, pero la perovskita y las células orgánicas de origen vegetal ya parecen prometedoras.
Dado que la naturaleza hace tiempo que resolvió el problema de obtener energía del Sol, un mejor conocimiento de las plantas puede ser la clave.
Únete al futuro de la tecnología verde
Al ser la tecnología verde más extendida en la actualidad, la energía solar fotovoltaica puede ofrecer esperanza al mundo.
Aunque sólo estamos empezando a comprender su potencial, la energía solar es una opción inteligente para los propietarios de viviendas o los agricultores.
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