Ventajas, desventajas y desafíos para la energía solar en el siglo XXI

Introducción

                  Durante los últimos años, se han hecho patentes las crisis energéticas y ambientales que están asolando al planeta. El constante uso de combustibles fósiles, junto a la disminución de sus reservas y de variados grados de polución ambiental, corresponden a las principales razones por las cuales esta crisis está tomando más fuerza. Más aún, la utilización de energías no renovables, cada vez más masificadas, se ve incrementada exponencialmente a medida que pasan los años, sin darle un respiro al planeta de sus efectos nocivos (1).

                  Frente a esto, se han planteado distintas fuentes de energías renovables, con las cuales se busca disminuir el impacto ambiental generado, al tiempo que se busca incrementar la eficiencia de éstas mismas. Particularmente, la energía solar es aquella en la que se deposita más esperanza. El funcionamiento de la energía solar se basa en la posibilidad de obtener la energía electromagnética que proviene desde el sol. Para esto, se han diseñado los paneles fotovoltaicos (PV), los cuales son una agrupación de celdas capaces de transformar esta energía en electricidad. Existen diversos tipos de PV y cumplen roles variados, de acuerdo a las necesidades que puedan requerirse, pero todos cumplen el mismo objetivo ya mencionado (2).

El almacenamiento de la energía generada por el sol es de vital importancia, debido a la intermitencia que ésta posee. Es por esto que se han generado variados métodos para resguardar su adecuado mantenimiento (1). La rentabilidad efectiva de implementar paneles PV y alguna medida para su almacenamiento, al menos a menor escala, es relativamente nula. Razón por la cual esta energía no se ha masificado hasta los hogares (3). Finalmente, los beneficios que puede ofrecer la implementación a gran escala de la energía solar, no son sólo a nivel medio ambiental, si no que también puede disminuir los costos asociados a las facturas de las compañías eléctricas.

En el siguiente texto se busca analizar de qué manera la energía que poseen los rayos del sol pasa a ser energía química, sin ahondar profundamente en esto; caracterizar la manera en que ésta energía puede ser capturada, convertida y almacenada, para ser finalmente utilizada, de la mano de algunos costos que conlleva esta reacción; señalar algunas de las mejoras que han sufrido los distintos implementos que se utilizan para generar energía solar, ya sean los paneles PV o sus métodos de almacenamiento y finalmente señalar la posibilidad de una implementación de estas técnicas a una escala más privada, por ejemplo en los hogares, en un futuro no tan lejano.

1.     KENISARIN, Murat y MAHKAMOV, Khamid. Solar energy storage using phase change materials. Revista Elsevier [en línea]. Vol. XI. Dic. 2007 [citado 29 de octubre 2014. Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032106000633]

2.     BOLTON, James. Solar power and fuels. 1ª Edición. Estados Unidos, Academic Press, 2007, 270 p.

3.     REHMAN, Shafiqur, et al. Cost of solar energy generated using PV panels. Revista Elsevier [en línea]. Vol. XI. Oct. 2007. [citado 29 de octubre 2014. Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032106000505]

Aire acondicionado y energía solar, una perspectiva compatible.

Referencia: 

AJIB, Salman y GÜNTHER, Wolfgang. Sollar thermally driven cooling systems: Some investigation results and perspectives. Revista Elsevier [en línea]. Vol. LXV. Ene. 2013 [citado 26 de septiembre 2014. Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890412001392]

El común de las personas tiene la concepción de que la energía solar sólo puede utilizarse de manera de generar calor y electricidad con ella. De esta forma, plantear la idea de generar un sistema de aire acondicionado utilizando meramente ésta, es decir, poder enfriar un ambiente con el calor del sol, suena un poco contradictorio. Por el contrario a lo que es la tradicional percepción, la búsqueda por nuevas energías limpias ha generar diversas iniciativas que buscan suplir la necesidad constante que se presenta, tanto a nivel familiar como a nivel empresarial, de generar sistemas que permitan mantener una temperatura agradable dentro de un mismo ambiente, sólo utilizando energía solar. El poder conservar acondicionado el hogar o la oficina de trabajo, está directamente relacionado con la productividad y el estado de ánimo que pueden presentar aquellas personas que habiten estas zonas. Es por esta razón que en Solar thermally driven cooling systems: Some investigation results and perspectives, Ajib y Günther plantean, para el resto de la comunidad científica, de qué manera ha avanzado el campo referente a los sistemas de calefacción que utilizan la energía solar.

Los autores señalan, en su introducción, las ventajas que ha conferido maximizar los aparatos que se han construido desde el año 1970, que reciben el nombre de Absorption Refrigeration Machines (ARMs), los cuales están encargados de funcionar generando aire frío, desde lo que denominan Solar Thermally Driven Cooling machines (STDC). Numeran los avances a los que se han visto expuestas estas máquinas desde su implementación hasta el año 2012, dentro de los cuales citan a autores renombrados en lo que es esta área, entre los cuales destacan ellos mismos, de la mano de Aristove, Safarik y Karno, por nombrar algunos. Por lo demás, se señalan algunos conceptos que son trascendentales para poder comprender de manera adecuada las secciones que vienen posteriormente, como podría ser el COP o Coefficient of Performance. Explican, finalmente, cuál es su objetivo directo con este artículo: Concentrarse en algunos resultados de las investigaciones que se han llevado a cabo en esta área, además de proponer ideas propias y perspectivas para el futuro.

Cabe destacar que la información que entregan en su introducción, sin contar el resto del artículo, para aquel que no se maneja de manera adecuada en esta disciplina, puede llegar a ser abrumante, ya que presentan variados conceptos que escapan a lo que es el manejo cotidiano, incluso para personas que poseen un grado universitario. No obstante esto, una vez que se ha profundizado en el tema, se aprecia que los autores que se señalan en el texto corresponden, si bien no a máximas eminencias, sí a buenos referentes en lo que ha sido el avance de esta tecnología.

Continúan con las secciones tituladas “Principios del trabajo de los STDC”, “Resultados de investigaciones en los enfriadores de prueba de 5kW” y “Resultados de investigaciones en los intercambiadores de calor”. En estos apartados se encargan de explicar, respectivamente, todo lo que son conceptos técnicos referentes a las STDC y de qué manera funcionan estas máquinas a nivel técnico, de una manera cercana; señalar qué son y de qué manera trabajan los enfriadores de prueba de 5kW, máquinas STDC las cuales trabajan con una capacidad de almacenaje de menor escala a la que se utiliza en los ARMs y realizar lo mismo con los intercambiadores de calor, las cuales corresponden a la base en las que operan las ARMs, retirando y moviendo grandes masas de calor desde un espacio a otro, a favor una escala energética, y logrando enfriar el contenedor que funcionará como aire acondicionado. Así mismo, introducen muchos conceptos y ecuaciones matemáticas que son útiles para comprender y evaluar de manera adecuada la eficacia que tienen estas máquinas en comparación a otras. También proponen modelos propios para optimizar y maximizar la capacidad de funcionamiento de las ARMs disponibles hasta ahora, obteniendo resultados que si bien, son de un costo de instalación elevado, poseen un costo de funcionamiento mucho menor.

Aunque todo lo que ellos señalan es útil para comprender efectivamente que sus resultados son prácticos, para alguien que se encuentra fuera de la disciplina, nuevamente, escapan demasiado a la capacidad de manejo, al punto de que llegan a agotar. Por lo demás, si el enfoque que se toma son los objetivos y los resultados generados, más allá de lo que es la metodología o la aritmética asociada, se obtiene una visión cabal y asertiva respecto a lo que ellos logran, que si bien puede no considerarse un gran avance, si es bueno como método que puede ser implementado para ser mejorado.

Concluyen que los resultados que presentan corresponden a algunos de los avances que se han realizado en el campo desde la fecha de su creación y que existen diversas maneras mediante las cuales se pueden optimizar estos sistemas. Señalan, sin entrar en detalles técnicos, cada uno de los resultados, por lo que se puede comprender qué era lo que buscaban con sus investigaciones de una manera más cercana, como la temperatura adecuada de funcionamiento de estas máquinas, las capacidades de transferencia de calor o la taza de flujo a la que trabajan eficientemente.

Se puede asegurar, con certeza, que la conclusión es la sección que los externos van a preferir al momento de enfrentarse a este artículo, ya que será mucho más cómoda para la comprensión de los resultados globales obtenidos.

A modo de conclusión, este artículo propone nuevas perspectivas en lo que respecta a los avances que se han generado en las ARMs y, más particularmente, en las STDC, de la mano de aportes propios de la cosecha de los autores que pueden ser útiles para el incremento del rendimiento y la mejora de las capacidades de estas máquinas, de tal forma de poder disminuir, aunque sea en un pequeño grado, el impacto medio ambiental producido por las grandes centrales eléctricas y uniéndose a la vanguardia de lo que son las energías renovables, en algo tan simple como el aire acondicionado.

Ensayo 1: Utopías v/s Distopías

Un tema recurrente dentro de la literatura moderna corresponde a las utopías, esto es, un mundo alternativo al que nos toca habitar realmente, en el que sus habitantes viven constantemente en felicidad, dotados de todo aquello que necesiten para subsistir y en el que sus necesidades son plenamente satisfechas. No obstante, este mismo tópico se encuentra constantemente con su contraparte, las distopías, o anti-utopías, que corresponden a mundos indeseables, en que se ve con claridad una sociedad que abusa de ciertas características cotidianas, lo que lleva a generar vicios y repercuten en la forma en que se desarrolla la población. Si bien existen incontables ejemplos para ambos, utopías y distopías, en este texto busco demostrar que la idea de una utopías es, simplemente, imposible de alcanzar. Más aún, muchas de las utopías planteadas pueden ser consideradas distopías, de acuerdo al enfoque que se les dé. 

La característica principal que da cuerpo y forma a la idea de una utopía es la completa felicidad y satisfacción de todos y cada uno de sus habitantes. Éstos nunca han de verse enfrentados a desafíos, suelen no tener que tomar decisiones; lo que anula la carga sicológica que eso conllevan y no pasan por momentos de necesidad, ya que todos sus caprichos son concedidos de forma casi inmediata. Sin embargo, esto mismo podría convertirse en el factor central de una distopía, dependiendo del ángulo en que se vea, ya que si se realiza un análisis detenido de esas características, se podrá denotar un factor común entre todas ellas: La ausencia de libertad. El no tomar decisiones propias, el no verse enfrentado a desafíos, el no tener necesidades, coarta la independencia de las personas, privando al ser humano de su capacidad intrínseca más significativa, el poder pensar y actuar libremente. Es por esta razón que todo aquello que se quiera considerar una utopía plena, debe permitir a sus habitantes el poder realizar sus propias elecciones. Y es particularmente esto, lo que no permitirá jamás forjar una realidad utópica, ya que es debido a esta capacidad que se generan tanto los estamentos sociales como los roces intelectuales, entre otros. Así, se pierde la capacidad de la utopía de satisfacer la felicidad de todos sus habitantes, ya que, citando a Miguel de Unamuno: “[…]Sólo el que sabe es libre, y es más libre el que más sabe[…]”. 

Otra de las características que poseen las utopías corresponde a que todos sus integrantes viven en igualdad de condiciones, en el sentido integral de la palabra. No obstante, esto rompe con los paradigmas propios la concepción humana. Desde el momento en el que nacemos, somos considerados como seres que deben ser protegidos y tratados de cierta manera, hasta que, alcanzada cierta edad, se nos comienza a entregar responsabilidades y derechos. Para el desarrollo mismo de una sociedad, es necesario la formación de una fuerza gubernamental, que dirija y guíe el crecimiento del pueblo. Si todos los seres humanos vivieran en igualdad de condiciones, entonces el hijo dejaría de ser hijo y no sería resguardado bajo el amparo de una fuerza superior, generalmente una madre, o no podría existir un gobierno que procurara la integridad social de sus integrantes, ya que estos siempre se consideran una fuerza de elite, pues están encargados de tomar a cabo las decisiones que regirán el mundo que está bajo su cargo. 

Muchos defensores de las utopías señalan que sí es posible considerar un mundo en que todas las personas sean consideradas por igual. Más aún, hay quienes señalan que la sociedad avanza en pos de alcanzar estas realidades, guiados por una idea colectiva que no sólo busca el bienestar personal, si no que trata de conseguir la armonía entre los pueblos y su ambiente, sin formas egoístas ni ególatras. El mismo Jean-Jacques Rousseau argumentó, en “El contrato social”, que el hombre primigenio es un ser en el que predominan el amor y la piedad. No obstante esto, es bien sabido para todos que si el ser humano goza de libertad, entonces tarde o temprano, dos personas tendrán gustos coincidentes. Así, finalmente “[…] si dos hombres cualesquiera desean un mismo bien que no puede ser gozado por ambos, devienen enemigos y […] se esfuerzan mutuamente en destruirse […]” como ha señalado el filósofo inglés Thomas Hobbes. Finalmente, el amor o la piedad que podrían existir en aquel humano no influenciado por los vicios de la sociedad, terminan siendo opacados por la necesidad de alcanzar la felicidad propia. 

Concluimos así que todo aquello que se quiera presentar como una utopía debe superar una barrera principal barrera, el permitir el libre albedrío de sus habitantes, junto a una segunda barrera menos trascendental, la igualdad de condiciones de los mismo, ambas características que pasan a llevar capacidades intrínsecas del ser humano pleno. Además, si bien cabe la posibilidad de que la sociedad actual se encuentre en búsqueda de un mundo utópico, este jamás se podrá alcanzar mientras existan deseo egoísta de al menos una persona, ya que esta es un objetivo que debe nacer desde lo más profundo de los corazones de las personas y no podrá ser conseguido mientras el mundo no avance en miras de un nuevo mañana.