La energía solar parece imparable, impulsada por el constante descenso del precio de los paneles solares. Plantée hace dos años la pregunta, si este era el punto de inflexión para la energía fósil. Ahora podemos decir que, sí, fue el punto de inflexión. Cuando instalamos nuestro primer sistema solar pequeño hace cinco años, los paneles solares nos costaron 1.40 dólares por vatio. Los paneles solares para el nuevo sistema que acabamos de instalar nos costaron 0.48 dólares por vatio. Y el precio sigue bajando.

Hace algunos años, los paneles solares eran la parte más cara de un sistema fotovoltaico. Ya no. Desafortunadamente, los controladores de carga y los inversores que se necesitan para convertir la corriente directa de los paneles a corriente alterna de 120 / 240V no han bajado de precio, al menos para los pequeños sistemas comerciales como el nuestro, por lo que ahora constituyen la parte más cara del sistema. El costo total de la inversión para nuestro sistema solar es de 1.34 dólares por vatio de capacidad solar instalada. El costo se distribuye como se muestra a continuación (hemos importado los paneles solares y accesorios directamente de la fábrica en China, y hemos comprado los inversores y los controladores de carga en EE.UU.)

Aquí en la parte occidental de Nicaragua es muy soleado, por lo que los paneles producen bastante energía. Tenemos datos de funcionamiento de nuestro sistema solar existente de 4.2 kW de los últimos tres años, y estos datos muestran que la producción diaria promedia es de 4.27 kilovatio-hora (kWh) por cada kW de capacidad instalada, lo que es bastante bueno: más o menos parecido al sur de Italia o Arizona. La producción varía obviamente durante el año. Los mejores meses son enero a marzo (la temporada seca), y los meses con la producción más baja son de junio a septiembre (la temporada lluviosa). Pero el promedio mensual nunca cae a más del 15% por debajo del promedio anual, así que es bastante estable durante el año.

Los costos de funcionamiento del sistema solar son mínimos. En los meses secos y polvorientos de enero a mayo, tenemos que limpiar los paneles una o dos veces por mes. La limpieza se hace con una manguera y un cepillo suave. Por lo demás, el sistema no requiere de nuestra intervención. Hace un zumbido suave y produce tranquilamente energía eléctrica, hora tras hora, día tras día.

El costo por kWh producido depende por lo tanto casi enteramente de los costos de capital, es decir, de la vida útil de las diferentes partes del sistema, y, ​​desde luego, de la tasa de interés. Los paneles solares pierden paulatinamente capacidad, pero deben durar 25 años antes de bajar a 80% de la capacidad original. Pueden seguir produciendo después del año 25, pero cada vez con menos capacidad. Los inversores y los controladores de carga tienen una vida útil más corta, de 10 a 15 años. Si utilizamos un tipo de interés del 5% y suponemos que los equipos duran 15 años antes de que hay que renovarlos, el costo por kWh producido es, como mencioné arriba, de 7.5 centavos de dólar (teniendo en cuenta la disminución gradual de la producción de los paneles solares a lo largo de los años). El precio que estamos pagando actualmente a la distribuidora eléctrica es de 24 centavos de dólar (tarifa plana, no hay “medición inteligente”). Así que aparte de contribuir a combatir el cambio climático, que es nuestro principal objetivo, también es una buena inversión.

Los parques solares comerciales a gran escala pueden producir más barato que nosotros. Supongo que la razón principal es que hay economías de escala en lo que concierne los controladores de carga y los inversores. Según un informe reciente de la Asociación de la Industria de Energía Solar de Estados Unidos, el costo de inversión de los grandes parques solares en EE.UU. es actualmente alrededor de un dólar por vatio de capacidad instalada, es decir, casi 25% menos que nuestro sistema. En China e India el costo es aún más bajo. Lo que sigue siendo un misterio para mi, es el por qué los sistemas fotovoltaicos más pequeños, como el nuestro, son tan caros en EE.UU. En Alemania el costo es sólo un poco más alto que el nuestro. Parece que tiene que ver con la falta de eficiencia de los instaladores solares en EE.UU.

34 de los paneles solares dan hacia el este para captar el sol de la mañana.

Pero bueno, volvamos al sistema solar nuestro. Es bien sabido que si bien la energía solar es baratísima, no es estable. Un sistema solar solo produce energía durante el día y la producción varía según la nubosidad. La mayoría de los sistemas solares, por lo tanto, venden el excedente de la producción a la distribuidora eléctrica durante el día y compran a la red durante la noche o cuando la producción es insuficiente. La distribuidora eléctrica normalmente paga mucho menos por la energía que compra de lo que cobra por la energía que vende. Esto es razonable, ya que la distribuidora eléctrica tiene que asegurar que siempre hay redundancia de capacidad de generación y tiene que sufragar los costos de la red de distribución eléctrica. Sin embargo, aquí en Nicaragua la distribuidora eléctrica no compra energía de todo de sistemas de energía renovable pequeños - según los periódicos, los medidores incluso miden la corriente inversa, por lo que hay que pagar también por la energía que uno entrega. Por lo tanto, hemos diseñado nuestro sistema básicamente como un sistema solar con baterías, desconectado de la red, y solamente nos conectamos a la red cuando no tenemos ni energía solar, ni energía en las baterías, típicamente tarde en la noche o en las tempranas horas de la mañana. Muchos días quedamos desconectados los 24 horas. Acaba de aprobarse una nueva ley que obliga a la distribuidora eléctrica a colocar medidores bidireccionales y a pagar la electricidad que se les entrega, pero estamos todavía en espera del reglamento.

Para aquellos que tienen la mayor parte de su consumo de energía eléctrica durante el día, un sistema solar es, como se explicó anteriormente, una inversión obvia. Nuestro sistema es para suministrar energía a un pequeño hotel, y la mayor parte del consumo de energía es desgraciadamente durante la noche - alrededor de 35-40% se utiliza durante el día y 60-65% durante la noche (principalmente para alimentar los aires acondicionados). Por lo tanto, para lograr cubrir una parte sustancial de nuestro consumo de energía con energía solar, tenemos que tener capacidad para almacenar energía, para que podamos cosechar energía solar durante el día y utilizarlo durante la noche.

A pesar de que ha habido avances en la tecnología de baterías, el almacenamiento de energía sigue siendo un dolor de cabeza. Se puede comprar muy buenas baterías litio-ion que sirven para el propósito, pero son caras y la mayoría sólo durarán 5-7 años si se carga y descarga a diario. Hay baterías litio-ion más duraderas, pero son aún más caras. Hemos analizado todas las opciones de diferentes tecnologías de litio-ion, incluso titanato de litio, y hemos hecho los cálculos, pero ninguna nos sale rentable. Lo mismo ocurre con la tecnología emergente de baterías de flujo. Por lo tanto, finalmente hemos optado por una tecnología muy antigua: baterías de níquel-hierro. Hemos importado las baterías directamente de una fábrica China. La tecnología se remonta a la segunda mitad del siglo XIX, donde fue patentada por Thomas Edison (el inventor de la bujía eléctrica) y utilizada entre otros en los vehículos eléctricos de aquella época. La batería tiene algunos inconvenientes: tiene una alta resistencia interna y por lo tanto es bastante ineficiente, y necesita relleno frecuente de agua destilada. Pero tiene una gran ventaja: se considera que puede durar hasta 30 años, aunque hay que cambiar el electrolito de vez en cuando (desconocemos la frecuencia, pero se entiende que cada 3-7 años, según el uso). Y se sabe que la batería aguanta bastante maltrato en cuando a sobrecarga y sobre-descarga. Además, la batería no tiene materiales contaminantes. Los recicladores compran felizmente el níquel y el hierro, y el electrolito es hidróxido de potasio (KOH, "potasa cáustica", tradicionalmente utilizada para hacer jabón), que puede ser neutralizado con ácido y descargado. El costo de nuestras baterías fue de 337 USD por kWh entregadas (CIF) en Corinto, el puerto principal de Nicaragua, lo que es más o menos lo mismo que cuestan las baterías de litio-ion más comunes (LFP), sin incluir el costo del sistema de administración de baterías (BMS).

¿Y cómo funciona nuestro sistema, entonces? Bueno, ha estado operando durante un mes y medio, y funciona como esperábamos. Tenemos todavía un desafío en cuanto a las baterías, ya que necesitan una carga inicial fuerte que no hemos podido darlas con nuestros controladores de carga marca Schneider, que tienen un software que limita el voltaje de carga a 64 voltios (a pesar de que en su hoja de especificaciones dice 67V). Ellos incluyen esta limitación para proteger las baterías de plomo-ácido, comúnmente utilizadas, que se dañan si se sobrecargan. Todavía estamos conversando sobre el tema con los ingenieros de Schneider y tenemos la esperanza que nos van a proporcionar una actualización del software que nos permite aumentar el voltaje de carga. Son muy cooperativos, pero desafortunadamente no muy ágiles. Si ellos no nos resuelven, vamos por otra solución aunque conlleve más trabajo. Nuestro banco de baterías actualmente suministra alrededor del 60-70% de la capacidad esperada, sólo por este motivo.

Aún así, acabamos de recibir la factura de electricidad del mes de agosto, el primer mes completo de funcionamiento de nuestro nuevo sistema, y ​​el ahorro fue de más de 900 dólares. Agosto es un mes con relativamente poco sol y una ocupación relativamente baja de nuestro hotel. Si sigue así, es suficiente para justificar la inversión. Entonces, hasta ahora, todo bien. Para el medio ambiente – y para nosotros.