En los años 2025 y 2026, tanto la fotovoltaica como la eólica superarán a la energía nuclear en capacidad de generación de electricidad. En 2023, por primera vez, se instaló más de un gigavatio (GW) diario de potencia fotovoltaica en el mundo, lo que equivale aproximadamente a la capacidad de una gran central nuclear o de carbón.
Aunque China es el gran impulsor de estos avances y en 2023 incrementó en 216 GW su capacidad fotovoltaica, más que todo el mundo el año anterior, Europa también avanza a buen paso: Alemania sumó el año pasado 14 GW, seguida de España, con unos 8 GW. Portugal dio una impresionante demostración de lo que son capaces las renovables: en otoño, el país se abasteció exclusivamente con energías renovables durante seis días seguidos. El éxito de la energía solar se debe, aparte de a la versatilidad de su uso, a que desde hace ya tiempo se vende como la fuente de generación de electricidad más económica. Para el año 2025, el coste de la generación de electricidad en Europa central y meridional se habrá reducido a entre 4 y 6 céntimos por kilovatio hora, y para el año 2050, a entre 2 y 4 céntimos.
Pero su dinámico crecimiento y las perspectivas de generar energía sin emisiones ponen también de manifiesto la necesidad de un cambio de sistema. Y es que, para alcanzar el objetivo de tener un suministro de energía renovable a todas horas, es necesaria una transformación hacia un suministro de calor y electricidad inteligente, digital y descentralizado.
Actualmente, el crecimiento de los mercados más importantes para las energías renovables encuentra un cuello de botella en la red de distribución de electricidad. En países como España, Alemania y Países Bajos, la regulación cuando hay riesgo de sobrecarga de la red o de caída de precios por un exceso de electricidad renovable es una realidad económica cada vez más frecuente. En España, la cantidad de electricidad renovable que se perdió en 2023 debido a las regulaciones fue de 1,2 teravatios hora (TWh).
El sector acepta estos retos y plantea soluciones para conseguir un sistema de suministro de energía preparado para el futuro basado al 100% en las renovables. La apuesta es la digitalización de las redes y la flexibilidad para asegurar un aprovechamiento inteligente de la capacidad de la red que armonice la generación y el consumo y garantizar la oferta de electricidad.
Para que los sectores del transporte y la calefacción se pasen también a la electricidad renovable es igual de importante la electrificación del sistema energético y mejorar los sistemas de gestión de la energía para que ofrezcan disponibilidad en todo momento.
Pero para el éxito de la transición energética también son importantes los modelos de generación y consumo descentralizados y orientados al consumo local. Por último, otro requisito para que la fotovoltaica logre imponerse como la fuente de energía definitoria del sistema es que siga habiendo avances tecnológicos. A continuación, se presentan algunas de estas soluciones, modelos y tecnologías que pueden conocerse en vivo en The smarter E Europe, la mayor alianza de ferias del sector energético de Europa.
Acomodar la generación y el consumo de electricidad: flexibilidad
Si el sol y el viento han de ser los pilares de un mundo energético preparado para el futuro, el sistema eléctrico necesitará un grado muy elevado de flexibilidad. En concreto, esto significa que los procesos de consumo de electricidad deben adaptarse a los perfiles de generación.
Cuando brilla el sol, el wallbox empieza automáticamente a cargar el coche eléctrico. Si sopla el viento, la bomba de calor se pone en marcha para aprovechar la electricidad barata. De esta forma, los pequeños consumidores flexibles ayudarán a equilibrar la generación y el consumo de electricidad optimizando el consumo propio. La flexibilidad se controlará principalmente mediante sistemas de gestión de la energía doméstica (HEMS, del inglés Home Energy Management System). Con una combinación de instalación fotovoltaica, acumulador, wallbox y bomba de calor, estos sistemas reducen la compra de electricidad de la red al priorizar el autoconsumo de la electricidad solar generada.
Otro tipo de flexibilidad son las tarifas eléctricas dinámicas. El mercado eléctrico se encarga de que en la red eléctrica haya una reacción automática entre oferta y demanda, como ocurre en otros mercados. Cuando hay sol y viento abundantes, la electricidad en la plataforma de negociación europea EEX es más barata o, al menos, ese es el principio básico. La realidad es que los clientes finales no suelen notarlo, ya que la mayoría de los suministradores de energía ofrecen la electricidad a un precio constante. Pero, en el futuro, los Estados miembros de la UE deben obligarlos a ofrecer tarifas eléctricas dinámicas a los consumidores particulares. El requisito para cambiar a una tarifa eléctrica dinámica es la instalación de un contador inteligente que permita registrar y facturar el consumo en cada momento.
Inversores formadores de red para estabilizar las redes
Los inversores formadores de red están en auge: en un sistema energético dominado por las energías renovables, asumen funciones de estabilización de frecuencia y de compensación de tensiones en la red eléctrica, algo que hasta ahora hacen, sobre todo, los generadores síncronos de las grandes centrales térmicas. Su irrupción es posible actualmente en combinación con grandes sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS, del inglés Battery Energy Storage System). En Escocia (Reino Unido) se está llevando a cabo en Blackhillock un proyecto piloto con una capacidad de 300 MW/600 MWh que, cuando esté terminado, será uno de los proyectos de almacenamiento más grandes del país y pionero en el mundo en ofrecer servicios de estabilización de la red mediante un sistema de almacenamiento en baterías conectado a la red. El sistema estará conectado a un operador de la red de transporte que actúa como comprador de los servicios de estabilización.
Modelos comerciales para las renovables: arbitraje energético y contratos PPA
Las grandes centrales de almacenamiento, como Blackhillock, ofrecen diversas formas de comercialización, como suministro de energía de regulación y servicios de estabilización. Pero los operadores eléctricos también pueden negociar en la bolsa de electricidad y obtener beneficios: es lo que se denomina arbitraje energético. Consiste en aprovechar las diferencias de precio en la bolsa de electricidad, almacenándola temporalmente para obtener ganancias con su venta.
Las centrales híbridas, sobre todo, son las que mejor se prestan como grandes centrales de energía del futuro para estas formas versátiles de comercialización, ya que aquí se genera electricidad económica del sol y/o viento y sus grandes acumuladores permiten ponerla a disposición y venderla en el mejor momento.
Los contratos PPA (del inglés Power Purchase Agreements), normalmente contratos de compraventa de electricidad a largo plazo negociados individualmente, son otro modelo flexible y orientado al mercado para la comercialización de las energías renovables. Gracias a la relación directa entre productores y compradores, los PPA adaptan de la mejor manera posible la generación al consumo de electricidad. El mercado de los PPA experimentó un máximo histórico durante la crisis energética que se produjo como consecuencia del conflicto en Ucrania, pero, una vez superada, los PPA siguen creciendo con gran dinamismo. Y es que los contratos de suministro de electricidad verde a largo plazo permiten protegerse de las fluctuaciones de precios y, al mismo tiempo, cumplir con las obligaciones para la descarbonización.
La fotovoltaica como solución para la agricultura: energía agrivoltaica
Para mejorar la aceptación social de la fotovoltaica y ofrecer una solución a la escasez de superficies disponibles para generar electricidad solar, son decisivos los conceptos que permiten un aprovechamiento dual del suelo. La agrivoltaica, es decir, la combinación de generación de electricidad fotovoltaica y el aprovechamiento agrícola en una misma superficie, está experimentando un gran auge, impulsado también por los cambios en las condiciones climáticas.
La clara ventaja de la agrivoltaica está en su doble beneficio: dependiendo de la configuración del sistema, una instalación puede ofrecer hasta un 80% del rendimiento solar de una instalación convencional en campo abierto y un aprovechamiento de la superficie agrícola de hasta el 80%. Al mismo tiempo, la instalación de paneles fotovoltaicos en superficies agrícolas puede, entre otras cosas, proporcionar sombra y proteger del viento, lo que ayuda a adaptarse ante la crisis climática. En Intersolar Europe 2024, más de 50 expositores presentarán sus soluciones personalizadas para la agrivoltaica.
Avances tecnológicos en las células solares
Un requisito para los modelos comerciales y aplicaciones aquí presentados es que no deje de haber avances en la tecnología de las células solares, ya que son los que garantizan el crecimiento de un sector solar orientado al futuro y que la energía solar siga avanzando hacia el primer puesto como la tecnología de generación de electricidad más económicamente ventajosa.
Actualmente se está produciendo una transformación tecnológica desde las células solares PERC, que actualmente aún dominan el mercado, hacia las TOPCon. Las estimaciones del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (ISE) indican que en los próximos dos años estas últimas dominarán el mercado con una cuota de casi el 40%. También hay gran expectación ante la llegada al mercado de las células solares tándem a base de silicio con dos semiconductores diferentes, y con ellas el uso industrial de la perovskita. Las células solares tándem de silicio-perovskita prometen una eficiencia superior al 30% (el récord en laboratorio del fabricante LONGi es un 33,9%).
The smarter E Europe 2024: el encuentro de lo superlativo en el sector
Nuestro sistema energético cambia a pasos agigantados, y con él los productos, aplicaciones y modelos comerciales. Para seguir el ritmo de estos avances, el sector necesita intercambios, diálogo, colaboración y transferencia de conocimientos. Y para ello The smarter E Europe se mantiene como el evento de lo superlativo en la agenda de cualquier experto en energía: en los 19 pabellones de la feria y su explanada al aire libre, más de 2.800 expositores esperan la asistencia de más de 115.000 visitantes. The smarter E Europe, la mayor alianza de ferias del sector energético de Europa, integra las cuatro ferias especializadas Intersolar Europe, ees Europe, Power2Drive Europe y EM-Power Europe.
En una superficie de exposición de 206.000 metros cuadrados, las empresas presentan las últimas innovaciones y aplicaciones en el campo de la fotovoltaica, los acumuladores de energía, la electromovilidad y la infraestructura de carga, así como la gestión de la energía y las soluciones interconectadas.
Además, los seis foros de la feria ofrecen un programa de conferencias a medida sobre temas relevantes para el futuro, como la producción fotovoltaica, el hidrógeno verde o los sistemas solares híbridos. Desde seguidores a sistemas de montaje: en la exposición especial dedicada a la agrivoltaica de Intersolar Europe 2024, los visitantes se enterarán de todo lo que hay que saber sobre la combinación de la fotovoltaica y la agricultura. En la Start-up Area, los recién llegados al sector presentan grandes avances para el acoplamiento intersectorial que contribuyen a un mundo energético preparado para el futuro. En el recinto exterior se puede experimentar la transición energética en primera persona con las pruebas de vehículos eléctricos eCar Test Drive que ofrece Power2Drive Europe.
Conocimientos expertos de máxima actualidad y contactos muy fructíferos es lo que ofrecen las cuatro conferencias de The smarter E Europe que se celebran simultáneamente los días 18 y 19 de junio en el ICM de la feria de Munich (Alemania): Intersolar Europe Conference, ees Europe Conference, Power2Drive Europe Conference y EM-Power Europe Conference. Una misma entrada permite asistir a las cuatro conferencias, mientras que la barbacoa del 18 de junio por la tarde ofrece la posibilidad de establecer contactos en un ambiente distendido.
Soluciones para un suministro de energía viable en el futuro con posibilidades de premio
Para un suministro de energía viable para el futuro se requieren productos, servicios y modelos comerciales innovadores. Los premios The smarter E Award dan cada año un reconocimiento a los mejores de cada una de las categorías (Photovoltaics, Energy Storage, E-Mobility, Smart Integrated Energy y Outstanding Projects). Pueden participar los expositores de todas las ferias internacionales de la alianza de ferias The smarter E. La ceremonia de entrega de premios a los galardonados e innovadores del año 2024 tendrá lugar el 18 de junio a las 18 horas en la sala 1 del centro de congresos ICM, junto a la feria de Munich; la asistencia es gratuita y no requiere inscripción.
• Este contenido forma parte de la edición de abril de nuestra revista en papel (ER230), que ahora puedes descargar gratis aquí
