As tecnoloxías renovables do futuro

A pesar de que a crecente concienciación de gobernos e sociedades pola crise climática tiveron un papel innegable en crear as condicións adecuadas para o desenvolvemento das enerxías renovables, non convén esquecer que o seu espectacular crecemento dos últimos anos non sería posible sen as grandes melloras tecnolóxicas que impulsaron a súa competitividade.

En particular, este desenvolvemento tecnolóxico foi moi notable no caso da enerxía eólica e da enerxía solar fotovoltaica, catapultándolas ata convertelas, a día de hoxe, nas formas máis baratas de producir electricidade.

A boa noticia é que ambas tecnoloxías teñen aínda bastante percorrido para seguir mellorando a súa eficiencia e reducindo custos, polo que nos próximos anos seguiremos asistindo a innovacións importantes, como veremos de forma moi superficial neste artigo, que as consolidarán no seu papel preponderante no sector enerxético do futuro.

Enerxía eólica terrestre

• O principal motor para facer aínda máis competitiva a enerxía eólica terrestre continuará sendo o incremento do tamaño dos aeroxeradores, o que permitirá seguir avanzando na redución do custo e no incremento da produción por kW instalado, xa que as máquinas máis altas aprovéitanse do incremento que se produce na velocidade de vento a medida que aumenta a altura sobre o nivel do chan.

• Este aumento de tamaño implicará que compoñentes como as pas e a torre alcancen unhas dimensións que requirirán aplicar novas solucións para facer viable o seu transporte e instalación, xeneralizándose o uso de pas partidas torres híbridas formigón-aceiro.

• Produciranse tamén importantes avances no uso de materiais máis lixeiros e resistentes para as pas, o cal reducirá as cargas sobre o resto dos elementos estruturais, permitindo á súa vez reducir o seu peso e o custo de todo o conxunto.

• As cifras previstas para os próximos anos de potencia anual instalada, concentrada ademais nuns poucos tecnólogos dominantes, supoñerán uns volumes de fabricación de compoñentes que favorecerán o desenvolvemento de estratexias de estandarización e modularidad, o que permitirá optimizar os custos[1].

• O tamaño dos aeroxeradores permitirá incrementar o investimento en equipos de instrumentación, sistemas de control e accionamentos máis sofisticados e potentes. Estes serán capaces de optimizar o comportamento das turbinas #ante as complexas interaccións co vento, reducindo as cargas sobre os compoñentes estruturais (e por tanto o seu custo) e incrementando o aproveitamento enerxético. Por exemplo, xeneralizarase o uso do LIDAR, un instrumento que fai posible detectar con antelación os refachos de vento que se están aproximando ao aeroxerador, de forma que se axusten os seus parámetros de funcionamento para evitar picos de carga que poidan reducir a vida útil dos compoñentes.

• Por último, desenvolveranse novas solucións e melloraranse outras que xa se están empezando a aplicar, co obxecto de optimizar a instalación e o mantemento destes xigantes, como sistemas de autorizado[1], guindastres que “ruben” polas torres[2], robots e drons que fan inspección e mantemento de torres e pas[3].

Enerxía eólica marina (offshore)

• Solucións flotantes avanzadas, que permitirán instalar parques eólicos en augas de gran profundidade, como son por exemplo as das costas españolas, aumentando moi considerablemente o número de emprazamentos potenciais.

• Optimización da instalación dos aeroxeradores e as súas cimentacións[1], un capítulo moito máis importante no custo global deste tipo de proxectos que na eólica terrestre.

• Desenvolvemento de solucións avanzadas de mantemento preditivo e redución das necesidades de mantemento correctivo, xa que o acceso dos técnicos a estas instalacións é moito máis complicado que en terra, podendo resultar mesmo imposible durante certas épocas do ano.

Enerxía solar fotovoltaica

• Consolidarase a tecnoloxía de paneis bifaciales, que xa está a demostrar incrementar a produción máis dun 10%, e ata un 35% en instalacións con seguimento nun eixo, aproveitando a radiación reflectida polo chan (albedo).

• Mellorarase tamén a eficiencia mediante o incremento do tamaño das celas e avances na conexión entre celas (tecnoloxía tiling ribbon, paneis shingle etc.).

• A medio prazo, están a xerar moita expectación tecnoloxías máis disruptivas como as células de perovskita[1], que empregan unha familia de materiais distintos ao silicio, pero tamén abundantes, e que están a conseguir xa a nivel experimental eficiencias moi altas, coa vantaxe de poderse fabricar células solares sobre materiais flexibles, o que permitiría multiplicar as súas aplicacións. Unha opción particularmente interesante é crear “celas tándem”, na que unha célula de perovskita colócase sobre outra de silicio, o que permite aproveitar un rango maior da lonxitude de onda da luz, o que permitiría aumentar significativamente a eficiencia dos módulos.

Todos estes avances farán que, nos próximos anos, a enerxía solar fotovoltaica e a eólica sexan aínda máis competitivas, incrementando a súa vantaxe respecto a outras opcións de xeración. Se a isto unimos a abundancia do recurso que empregan e o carácter renovable do mesmo, parece claro que estas fontes de enerxía dominarán a produción eléctrica do futuro.

Con todo, segue habendo retos que farán tamén necesarios desenvolvementos noutras tecnoloxías enerxéticas:

Por unha banda, hai que ter en conta que, actualmente, a electricidade supón soamente ao redor dun 20% do consumo de enerxía, sendo necesario un gran avance en electrificación para conseguir un futuro de enerxía sostible e alcanzable para o planeta, particularmente no sector do transporte, pero tamén nos usos industrial, comercial e residencial.

Por outro, a pesar do alto grao de complementariedade entre a enerxía solar e a eólica, o seu carácter intermitente e non gestionable fai imprescindible contar con alternativas enerxéticas complementarias para asegurar en todo momento a subministración. Para dar resposta a este último reto será clave avanzar nas tecnoloxías de almacenamento enerxético, que serán precisamente a temática do noso blog no ano que estamos a piques de comezar.