Energía fotovoltaica

Cuando nos mudamos, en octubre de 2014, vivimos durante un mes sin energía eléctrica. Por las tardes nos alumbraba la luz de las velas. El mes siguiente dispusimos de electricidad a 12V, lo necesario para que funcionaran un par de bombillas. Esos fueron los dos meses que tardamos en emplazar y conectar el sistema fotovoltaico.

La energía eléctrica cambió la manera de vivir del hombre. Y, sin duda alguna, la nuestra en el campo también. Ahora disfrutamos, como todo hijo de vecino, de electricidad a 220V, proporcionada por nuestro inversor de onda senoidal pura que absorbe y transforma la energía almacenada de manera absurdamente ineficiente por las baterías de gel, baterías que son recargadas por el minucioso regulador, que se desvive por que nada malo les ocurra. El punto de entrada del sistema son los paneles fotovoltaicos, que aunque les llamen energía renovable, renovables, lo que se dice renovables, no son. Lo único renovable en todo el conjunto es el sol. Y este parece que se está apagando.

Estamos contentos con el sistema. Hemos aprendido un par de cosas instalándolo, descubierto algunos inconvenientes y, de paso, desmitificado al dios fotovoltaico. Seguimos considerando los sistemas fotovoltaicos como una opción adecuada, siempre dependiendo del contexto, pero ya no creemos que sea la solución universal a todos nuestros desafíos energéticos.

En ese octubre de 2014 a velas los días se hicieron, sobre todo, cortos. Tengo que decir que las velas no son muy prácticas a la hora de iluminar una casa ¿Habéis intentado leer un libro a velas? Corres el riesgo de quedarte ciego. Nuestras tardes no eran muy productivas, eso sí, dormimos mucho. Después de un mes así, me di cuenta de que podía sacar la batería del coche y conectarla para tener luz a 12V, lo que nos pareció un gran avance. Luego colocaba la batería de nuevo en el coche y la cargaba mientras conducía. En ese momento no había en casa bombillas de led, sino halógenas, y la batería podía mantenerlas encendidas unas tres horas. Por lo menos pudimos leer algo y nos echamos unas buenas partidas de cartas.

Yo, por aquel entonces, era un completo neófito en cuanto a almacenamiento de energía eléctrica se refiere (no es que ahora trabaje para Tesla) y no sabía que por cada día que descargaba completamente mi batería, su vida útil se acortaba de manera dramática: realizaba un ciclo. La batería no sobrevivió al mes, por supuesto. No todos los días necesitaba conducir, por lo que no todos los días se recargaba la batería y no todos los días teníamos luz. Cansados de la oscuridad, nos decidimos a comprar los paneles fotovoltaicos (1770 W de supuesta potencia) y un regulador de carga de 80A. Sujeté una de esas placas con unos pulpos al tronco de un pino, la conecté de manera precaria al regulador, et voila, se hizo la luz.

El siguiente paso para la independencia energética era emplazar los paneles en su lugar definitivo. Para eso necesitábamos un soporte, pero los soportes comerciales son caros, ridículamente caros. Son de aluminio, para que sean más baratos de transportar, cuando lo que nosotros necesitamos es que sean pesados, para que no se los lleve el viento. Son desmontables, añadiendo al precio tornillos y tuercas, tuercas de acero inoxidable, por supuesto, cuando los paneles no se van a mover una vez instalados. Al final construimos nuestro propio soporte: cortamos el hierro, lo soldamos, lo sujetamos y lo pintamos. Los paneles han quedado perfectos, aprisionados entre dos ángulos de cuarenta, firmes. Yo diría que están mejor que en un suporte comercial.

Por último, levantamos un pequeño armario para guardar las baterías, el inversor y el regulador.


Detalle inversor

Detalle regulador


La energía solar fluctúa. Hay días y noches. Semanas nubladas y rachas de calor. A los seres humanos no nos gustan las fluctuaciones. Nos gusta la seguridad. Nos gusta saber que cuando accionemos el interruptor se encenderá la bombilla. Y para amortiguar esas fluctuaciones usamos tanto baterías como grupos electrógenos.

Las baterías almacenan energía que será usada en las noches y los días nublados. Si ocurre una sucesión de X días nublados, las baterías acabarán por descargarse totalmente, dejándonos sin energía eléctrica. Ahí entran los grupos electrógenos. Estos transforman combustibles fósiles en energía eléctrica, que puede ser utilizada en el momento o, si hay en exceso, almacenarse. Los combustibles fósiles contaminan, sí, pero hay que concederles una cosa: son fáciles de almacenar.

Este intento de estabilizar la esencia caótica del sol no está libre de consecuencias: las baterías son tóxicas, ineficientes y tienen una vida útil corta. Los grupos electrógenos contaminan y el combustible es cada día más caro. Todo tiene sus pros y sus contras.

Hablemos de baterías

La gente suele estar convencida de que las baterías usadas en los sistemas fotovoltaicos tienen una vida que ronda los 10 años. Eso es una verdad a medias, y las verdades a medias son peligrosas. Cuando un fabricante indica que un modelo de batería tiene una vida útil de 10 años a 25ºC, quiere decir que esa batería durará un máximo de 10 años si la dejamos allí, quieta, en flotación, preocupándonos de que nunca se descargue y sin utilizarla. Es una información totalmente inservible. Mucho más interesante es la vida útil en ciclos.

El concepto de ciclo está asociado al de profundidad de descarga (DoD en ingles). Si descargamos una batería totalmente, al 100%, diremos que hemos realizado un ciclo al 100% DoD; si la descargamos al 50%, un ciclo al 50% DoD y así sucesivamente.

El modelo de batería que usamos en el campo tiene estas vidas útiles en función de los ciclos:

  • 400 ciclos en descarga 80% DoD
  • 600 ciclos en descarga 50% DoD
  • 1500 ciclos en descarga 30% DoD

A más profundidad de descarga, menos ciclos soporta. No sólo nuestra batería, todas. ¿Qué significa esto? Que tenemos que sobredimensionar el sistema de almacenamiento, y sobredimensionarlo mucho, en un factor de 3. Si hemos calculado que necesitamos 5kwh de almacenamiento tendremos que adquirir 15kwh de baterías. Y, ¿por qué son tan ineficientes? Por restricciones físico-químicas. Las baterías de litio funcionan mejor: soportan más ciclos y más profundos, de ahí el revuelo que se formó, no sé si os acordáis, cuando Tesla anuncio que comenzaba a comercializar una batería de litio orientada a los sistemas fotovoltaicos aislados.

En el campo ciclamos nuestras baterías al 50%. Creemos que su vida útil no superará los tres años. Llegado el momento compramos la mitad de las baterías dimensionadas; el presupuesto cambió e invertimos ese dinero en otra partida. Ahora tenemos un problema, no podemos desechar un juego de baterías cada tres años. Eso, ni es sostenible ni económico.


Detalle llave de corte

Detalle conexion baterias


Las posibles soluciones serian:

  • Adquirir más baterías.
  • Adquirir un grupo electrógeno.
  • Esperar a la batería de litio de Tesla

Imaginemos una bañera llena de agua hasta la mitad. Ahora imaginemos que abrimos un poco el grifo; sale agua, la bañera comienza a llenarse. Sacamos el tapón del desagüe, el agua se va por la cañería. Nos damos cuenta de que la bañera se vacía a una velocidad mayor de la que se llena, dentro de poco nos quedaremos sin agua, pero no queremos quedarnos sin agua ¿Qué hacemos?

Los humanos tendemos a centrarnos en los flujos entrantes, la mayoría, actuando por instinto, abriría el grifo. Unos pocos se darán cuenta de que cerrar el desagüe es igual de efectivo, o incluso más.

Siempre cuesta más generar energía que ahorrarla, igual que cuesta más ganar dinero que ahorrarlo.

¿Por qué os cuento esto? Nuestra solución al problema de las baterías: gastar menos energía. Nos hemos comprometido a sólo utilizar los aparatos eléctricos durante el día, en días soleados. Abrazar las fluctuaciones, no luchar contra ellas. Para nosotros lo mas económico no es invertir en baterías, sino en autosuficiencia. Para muchas personas esto es una locura, claro que para muchas personas el que se vaya la luz en casa, aunque sea por unas horas, es una tragedia; nunca encuentran las velas, se dan en la espinilla con la mesita del salón, no tienen nada que hacer, nada funciona, interminables horas en las que el mundo se para. Aquí no tenemos ese problema.

Nuestro principal enemigo: el frigorífico. Es el único aparato eléctrico que debe estar constantemente conectado. Lo que más nos consume durante las noches. Es demasiado grande y el congelador ni siquiera lo usamos. Para sustituirlo tenemos planeada la construcción de una cueva-despensa para mantener los alimentos en buen estado y poder realizar nuestras conservas.

Por lo demás, somos capaces de, cuando sale un día malo, quedarnos en casa leyendo. No tenemos jefes ni clientes a los que satisfacer.

Un caso de éxito: la chimenea

En nuestro primer diciembre aquí, ya instalado el sistema fotovoltaico, probamos un radiador a luz, de gel, de calor azul. Fue un fracaso, ciclaba las baterías al 100%. Las dejaba secas. Este invierno hemos comprado una pequeña estufa de hierro fundido que nos mantiene calientes. Consume combustibles renovables: nuestro exceso de leña. Es eficiente y nos costó barata.

Otras alternativas que queremos probar son la cocina y los calentadores de agua solares.


Hablemos de inversores

Las baterías almacenan la energía eléctrica a 12V, los aparatos eléctricos la consumen a 220V, así que necesitamos convertirla. Para eso está el inversor. Nuestro inversor tiene una salida nominal de 3000W. Es un buen inversor, nunca hemos sobrepasado la potencia. Nos permite trabajar con máquinas como la radial y el motopico y eso es importante en el campo. Creo que uno de 2000W también nos hubiera valido. Por cierto, los inversores tienen una vida media de unos 10 años. Tampoco son renovables.

En definitiva, resolver los problemas energéticos de la granja, así como los de la humanidad requiere repensar los estándares y formas de vida, requiere cambios sociales y culturales; en Occidente será necesario reducir el consumo, ser creativos y no esperar lo imposible, que un aumento en la eficiencia energética nos libre de los problemas asociados a un aumento exponencial en el consumo.

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