Acerca de la energía solar : Energía solar frente a energía eólica

Un examen más detenido de ellos puede revelar algunas similitudes y diferencias entre los dos, lo que en última instancia permite a los usuarios elegir lo que más les conviene.

Aspectos a considerar

• Análisis de costos y beneficios

• Evaluación del ciclo de vida

• Durabilidad

• Ruido

• Localización

• Innovación

Análisis de costos y beneficios

La energía alternativa le permite reducir su huella de carbono, tomar el control de su producción de energía y ahorrar en impuestos.

También puede ahorrarle mucho dinero en electricidad.

Para aprovechar al máximo su inversión en energía alternativa, debe sopesar el costo de instalación con el dinero que le ahorra el sistema.

Cuando se trata del costo de instalar energía solar o energía eólica, realmente hay demasiadas variables para dar una respuesta precisa y única para todos.

Todo dependerá del tamaño del sistema, los factores ambientales (como la exposición a la luz solar o al viento) y las ordenanzas e incentivos locales.

Instalaciones

La energía solar, como regla general, cuesta alrededor de $ 2.19 por vatio para instalar energía solar, el promedio tanto para instalaciones residenciales como comerciales.

Cuanto más grande sea su sistema, menos pagará por vatio.

Cuanto más pequeño sea su sistema, más pagará por vatio.

Con cada kilovatio-hora de electricidad gratuita que genera su sistema, comienza a amortizarse.

Las empresas y las granjas con facturas de electricidad mensuales sustanciales tienen sistemas solares que recuperan la inversión en solo unos pocos años.

Con una vida útil de 25 a 30 años, esto deja décadas de ahorros económicos gracias a la electricidad gratuita.

Con todo, un sistema solar de 10 kW puede costar alrededor de $ 21,900 después de los incentivos.

Una turbina eólica de 10 kW podría costar alrededor de $ 14,700 después de los incentivos.

Las turbinas eólicas que son para propósitos de gran escala de servicios públicos pueden costar millones de dólares.

Para propiedades residenciales y comerciales más pequeñas, el precio variará según la altura de la torre y el tipo de equipo que instale.

Según la Asociación Estadounidense de Energía Eólica, puede esperar pagar 1,50 dólares por vatio de capacidad de generación.

Si bien las turbinas eólicas son la opción más barata en muchas partes del país, tienen un gasto de mantenimiento mucho mayor que la energía solar y su dependencia del viento no las hace factibles en todas partes.

Sin embargo, la energía solar aún puede ser rentable en áreas muy nubladas, lluviosas o nevadas del país.

Mantenimiento

Tanto la tecnología de la energía solar como la eólica han avanzado significativamente desde su adopción inicial.

Estos avances han ayudado a reducir su costo, pero también han dado lugar a productos muy confiables que pueden resistir elementos hostiles y durar varias décadas.

Sin embargo, ambos sistemas no son 100% libres de mantenimiento.

Uno de los beneficios de un sistema de energía solar es que no hay partes móviles, lo que significa que hay menos cosas que pueden salir mal y menos cosas que necesitan mantenimiento, en comparación con la energía eólica.

Si algo sale mal, los componentes solares están bien garantizados por su fabricante.

Muchos paneles solares vienen con garantías del fabricante de 25, incluso 30 años, lo que significa que los paneles defectuosos se pueden reemplazar de forma gratuita hasta tres décadas después de su instalación.

Los inversores, la parte del sistema que tiene más probabilidades de fallar primero, tienen una garantía de 12 a 25 años.

Pero las garantías del fabricante no cubren los costos de mano de obra de reemplazo.

Es muy poco lo que tendrá que hacer para mantener su sistema solar.

En la mayoría de las áreas del país, limpiar el sistema con regularidad no ayudará y no debe quitar la nieve acumulada.

Debido a que las turbinas eólicas tienen partes móviles grandes, hay bastantes cosas que pueden salir mal y, a menudo, necesitan un mantenimiento continuo.

Estos costos de mantenimiento pueden reducir rápidamente los ahorros de costos de la energía eólica.

Desde la lubricación de las piezas móviles hasta la verificación de las conexiones dentro del sistema y la detección y corrección de cualquier problema imprevisto, las turbinas eólicas podrían requerir un mantenimiento preventivo dos o tres veces al año.

A medida que su sistema envejece, es posible que deba aumentar la frecuencia de estas revisiones de mantenimiento.

Estas visitas regulares pueden costar miles de dólares cada año, y rápidamente se comen la recuperación de la inversión de su turbina eólica.

Si bien las turbinas eólicas pueden ser menos costosas de instalar, a menudo son mucho más costosas de mantener que la energía solar.

Esta diferenciación puede nivelar el campo de juego, haciendo que la energía solar sea la opción menos costosa, dependiendo de los costos de mantenimiento.

Evaluación del ciclo de vida

La forma típica y posiblemente más completa de medir el impacto ambiental de los paneles solares en la tierra es la metodología del Análisis del ciclo de vida (LCA).

Definido como la vida útil completa de un producto, el ciclo de vida incluye todo, desde la adquisición y fabricación de materias primas hasta la eliminación o reciclaje del panel solar.

Con esa información, los responsables de la toma de decisiones pueden seleccionar los procesos de fabricación, construcción y reciclaje que tengan el menor impacto en el medio ambiente.

El análisis del ciclo de vida permite a quien toma decisiones evaluar todo el sistema del producto y el impacto ambiental porque incluye toda la vida útil de un panel solar.

El análisis incluye las entradas (incluidas las materias primas y la energía) y las salidas (incluidas las emisiones atmosféricas, los desechos transportados por el agua, los desechos sólidos, los coproductos y otras liberaciones).

La mayoría de los paneles solares fotovoltaicos se dividen en dos tipos básicos y requieren dos ciclos de vida de reciclaje distintos: paneles fotovoltaicos basados en silicio y paneles fotovoltaicos basados en películas delgadas.

Los paneles fotovoltaicos a base de silicio son generalmente 76% de vidrio, 10% de plástico, 8% de aluminio, 5% de silicio y 1% de metales.

Los paneles fotovoltaicos de película fina están compuestos por un 89% de vidrio, un 6% de aluminio, un 4% de plástico y un 1% de metales.

Los paneles fotovoltaicos a base de silicio (el más común de los dos paneles) se desmontan primero y se separan el vidrio y el aluminio.

Se reutiliza el 95% del vidrio y el 100% del metal.

Los materiales restantes se calientan a 500 grados Celsius, lo que hace que el plástico se evapore de los módulos de celdas restantes, el 85% del silicio.

Los paneles fotovoltaicos de película fina se trituran en trozos de aproximadamente 5 mm y se separan para eliminar la película con peróxido y ácido.

Mediante los procesos de eliminación de materiales de capa intermedia y enjuague del vidrio, se reutiliza casi el 90% del vidrio.

El 95% del material semiconductor se reutiliza mediante un proceso de precipitación y deshidratación.

Luego, los metales restantes se separan y procesan.

El estudio de LCA de turbinas eólicas comparó los impactos ambientales de dos turbinas eólicas de 2,0 MW utilizando dos métodos (ReCiPe 2008 y recuperación de energía).

Se encuentra que la torre, el rotor y la góndola tienen la mayor contribución al impacto ambiental en cada caso.

Para la torre, la gran cantidad de acero requerida es el principal contribuyente al impacto ambiental desde la cuna hasta la tumba.

Uno de los resultados de este estudio de LCA es la confirmación de que los principales impactos ambientales del ciclo de vida de una turbina eólica se originan en la etapa de fabricación.

En comparación con trabajos anteriores, los resultados conducen a una conclusión similar de que los impactos ambientales son impulsados por el consumo de materiales, especialmente acero.

Durabilidad

Los paneles solares pierden su capacidad para absorber la luz solar y convertirla en energía solar debido a factores como el clima más cálido y la reducción natural de la potencia química dentro del panel durante un período de tiempo determinado.

Esto es lo que se conoce como "tasa de degradación".

Cuanto menor sea la tasa de degradación, mejor será el panel.

Cuando un panel solar tiene una tasa de degradación más baja, producirá más energía durante su vida útil.

Las tasas de degradación varían de una marca a otra; Los paneles de mayor calidad tienen una tasa de degradación más baja en comparación con los paneles de menor calidad.

Es importante tener esto en cuenta al hacer una comparación de paneles solares, ya que podría tener más sentido, a largo plazo, gastar más dinero en paneles de mayor calidad.

Según un estudio del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), los fabricantes de paneles solares modernos de primera calidad como Panasonic y LG ofrecen paneles con tasas de degradación tan bajas como 0,30% por año.

La peor tasa de degradación es .80% anual, pero como punto de referencia, puede esperar una tasa de degradación promedio de .50% anual para cualquier panel.

Para la mayoría de los paneles solares de Nivel 1, la tasa de degradación es del .30%, lo que significa que cada año; el rendimiento del panel se reduce en un .30%.

Durante 25 años, eso suma un total de 6,96%, lo que significa que sus paneles funcionarán al 93,04% de su capacidad original en 2045.

La vida útil de diseño de una turbina eólica moderna de buena calidad es de 20 años.

Dependiendo de cuán ventoso y turbulento sea el sitio, la turbina podría durar 25 años o incluso más, aunque como con cualquier cosa mecánica, los costos de mantenimiento aumentarán a medida que envejece.

Es poco probable que una turbina eólica dure más que esto porque están sometidas a cargas bastante extremas a lo largo de su vida.

Esto se debe en parte a la forma de un aerogenerador, donde los elementos clave (las palas y la torre) solo se fijan en un extremo y se someten a toda la fuerza del viento.

Además, debido a que la potencia en el viento aumenta con el cubo de la velocidad, las cargas de supervivencia extremas pueden ser casi 100 veces las 'cargas de diseño' a la velocidad nominal del viento, razón por la cual las turbinas eólicas deben apagarse para protegerse en vientos superiores a 25 m.

/s.

Al final de su vida útil, simplemente se puede quitar y reemplazar por uno nuevo.

Ruido

Un aspecto que rara vez se discute es el nivel de ruido de funcionamiento de las soluciones de energía renovable.

Aquí hay una gran discrepancia entre la energía solar y la eólica y eso puede influir, dependiendo de dónde desee instalarlos.

Como es de suponer, los paneles solares no emiten contaminación acústica.

Son paneles estacionarios y son silenciosos durante el funcionamiento.

Si el ruido es una preocupación para usted, elija paneles solares.

Las turbinas eólicas pueden ser muy diferentes.

Si está lidiando con velocidades de viento más altas, las turbinas pueden ser bastante ruidosas.

Las turbinas más pequeñas, en particular, a altas velocidades, pueden ser tan ruidosas como una cortadora de césped.

Si no está interesado en escuchar el sonido de una cortadora de césped en funcionamiento en el lugar en el que va a instalar estas turbinas, entonces la energía eólica podría no ser una buena opción.

Localización

La energía solar es un término utilizado para definir el proceso de las células solares internas de los paneles solares que convierten la luz solar en electricidad utilizable.

Los paneles solares son una excelente opción para su hogar porque la cantidad de paneles que necesitará para proporcionar todas las generaciones de energía para su electricidad puede caber fácilmente en su techo.

El sol es una de las fuentes de energía más abundantes, aunque algunos lugares están naturalmente expuestos a más horas de luz solar que otros.

Los estados más soleados como Texas y California permiten que los paneles solares generen más electricidad que estados como Washington, donde está nublado con más frecuencia.

Las direcciones en las que se instalan los paneles solares también pueden aumentar o disminuir la eficiencia.

En el hemisferio norte, es mejor colocar los paneles solares orientados al sur sin que cubran los paneles con sombra.

Si bien los sistemas solares instalados en cualquier estado pueden proporcionar la cantidad de energía que necesita su hogar, si vive en un estado más nublado, permanecer conectado a la red o instalar una batería de respaldo puede ayudarlo a funcionar con electricidad limpia todo el día.

Las turbinas eólicas capturan la energía del viento, que alimenta un generador dentro de la turbina y convierte esa energía en electricidad.

El viento no siempre está disponible, pero tiene una ligera ventaja sobre la energía solar porque puede generar electricidad por la noche cuando sopla el viento.

La eficiencia de la energía eólica se mide por la cantidad real de energía cinética que se convierte, lo que significa que cuando el viento golpea la turbina, la turbina se mueve para producir energía.

La mayoría de las turbinas eólicas pueden convertir aproximadamente la mitad del viento que las golpea en energía eléctrica, con una tasa de conversión más alta para las turbinas eólicas marinas debido a las velocidades del viento más altas.

Al considerar el uso de turbinas eólicas, la geografía es el factor más importante.

Los sistemas eólicos requieren entornos que son casi estériles de grandes rompevientos y edificios, por lo que colocarlos en el océano, en los grandes lagos de EE.

UU.

O en el Medio Oeste, tiene más sentido.

Los paneles solares pueden ser su mejor opción si vive en el centro de la ciudad, que está lleno de muchos edificios residenciales y comerciales, ya que se pueden instalar donde desee y no ocupan mucho espacio.

Las turbinas eólicas deben estar situadas muy por encima de cualquier obstáculo que pueda bloquear el viento para que sean efectivas.

Entonces, si vive en una zona rural que tiene mucho espacio abierto, las turbinas eólicas funcionarán bien para usted.

Innovación

El aumento en la instalación de paneles solares en tejados y la rápida adopción en el campo de la arquitectura son los principales impulsores de la creciente demanda de células solares.

Además, las recientes maravillas tecnológicas han impulsado la adopción de paneles solares para generar electricidad.

Por ejemplo, los investigadores han desarrollado un diseño novedoso que podría extraer más energía de los paneles solares.

Además, los precios de los paneles solares han disminuido significativamente en los últimos años.

Además, investigadores de la Universidad de Houston publicaron recientemente un artículo que presenta un dispositivo híbrido que puede capturar y almacenar energía solar.

En una turbina eólica, debido a décadas de refinamiento, una pala moderna es "mucho más sofisticada en diseño aerodinámico, uso de materiales, proceso de fabricación y estructura que nunca antes, y tiene características fundamentalmente diferentes a otras aplicaciones aerodinámicas como alas de avión, "escribieron los expertos.

"Algunas innovaciones clave incluyen velocidades de punta más altas para reducir el par y minimizar el peso del tren de transmisión; perfiles aerodinámicos de mayor velocidad y alta sustentación para una hoja más delgada y liviana; y formas de punta innovadoras para mitigar el ruido.

Las innovaciones a lo largo del tiempo han llevado a palas modernas que son Un 90% más ligera que la hoja de la década de 1980 sería si simplemente se escalara a las longitudes actuales ", anotaron.

Entre los ejemplos de avances recientes notables se encuentran la confección aeroelástica, "que reduce pasivamente las cargas mediante la flexión y torsión de la hoja de acoplamiento"; aspas aerodinámicas de espalda plana más gruesas, que permiten un rendimiento aerodinámico mejorado desde la sección de soporte de carga cerca del buje; y complementos como generadores de vórtices y vallas de flujo; así como una variedad de mejoras de fabricación.

Conclusión de la energía solar frente a la energía eólica

Un sistema solar no producirá electricidad cuando el sol no brille.

Una turbina eólica no producirá electricidad cuando el viento no sopla.

La respuesta a qué tipo de fuente de energía alternativa es adecuada para usted dependerá del tipo de clima en su área.

Dicho esto, es importante tener en cuenta que no es necesario vivir en Arizona, California o Florida para que la energía solar sea rentable.

Incluso los sistemas solares instalados en áreas del país conocidas por estar nubladas, como Upstate New York u Ohio, pueden tener sistemas muy rentables.

Si bien es probable que las turbinas eólicas sean menos costosas de instalar inicialmente, su mantenimiento y operación costarán mucho más durante la vida útil del sistema.

Un sistema solar, por otro lado, requerirá poco mantenimiento.

Para resumir todo, somos parciales a la energía solar (aunque podemos estar un poco sesgados ...).

Pero al final, un sistema solar o una turbina eólica pueden ayudarlo a ahorrar una cantidad significativa de dinero en sus facturas de electricidad cada mes.

Cualquiera de los dos también le permitirá marcar la diferencia al reducir su dependencia de fuentes de energía no renovables y crear un mundo más limpio para las generaciones futuras.