Cómo vivir sosteniblemente con energía solar (energía eléctrica solar fotovoltaica)

La energía solar es un recurso renovable fácil de usar, limpio y seguro en general. Aquí encontrarás cómo aprovecharla al máximo para vivir fuera del mapa, en un país subdesarrollado o incluso al aire libre.

Este artículo se enfoca en usar energía solar para la electricidad, la cual puede usarse para realizar toda clase de trabajos. Para calentar, incluyendo la calefacción, calentar el agua y cocinar, generalmente es mucho más simple y barato recolectar el calor del sol directamente o, en algunos casos, es mejor usar otras fuentes de energía frugalmente.

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1. Crea un presupuesto. La energía solar generalmente tiene un costo inicial (capital) alto y, si funciona, ahorra dinero con el tiempo (un bajo costo de operación). Si estimas que tu proyecto solar costará una gran parte de tu ingreso mensual o más, haz un presupuesto para tus gastos generales y los gastos para el proyecto para asegurarte de que este no ocasione grandes dificultades financieras incluso si, por alguna razón, resulta ser una pérdida total.
   
   • La energía solar puede ahorrar mucho dinero en comparación con las fuentes de energía primitivas, entregadas ineficientemente o usadas, como el querosene. También puede hacerte ganar mucho dinero ayudándote a leer medidores eléctricos y a aprender a ser más productivo o a trabajar con herramientas eléctricas en lugar de herramientas manuales. No tomes en cuenta estos ahorros e ingresos adicionales al decidir si puedes costear la energía solar, ya que algo podría salir mal. Sin embargo, una vez que encuentres que puedes costear el sistema, tómalos en cuenta para decidir si sería una buena idea, teniendo en mente que es posible que no resulten exactamente como lo esperabas.
2. Decide si quieres un sistema alimentado por energía solar o solo un dispositivo. Un dispositivo independiente alimentado por energía solar, como un farol solar, una lámpara recargable o un cargador de teléfono celular específico, es individualmente más barato y portátil, no requiere una instalación especializada y, al ser independiente, es menos probable que requiera reparación. Un sistema con componentes separados (los cuales pueden comprarse como un kit seleccionado de tal forma que los componentes trabajen bien juntos) es más barato y más efectivo a largo plazo porque permite que muchos dispositivos compartan una reserva común de las celdas y baterías solares costosas, y porque hay muchos más proveedores compitiendo en cuanto a la calidad y el precio de aparatos regulares y grandes componentes alimentados por energía solar que para aparatos solares independientes.
   
   • Algunos dispositivos independientes incorporan unas cuantas funciones, como un farol, radio y enchufe para cargar un teléfono celular.
   • Si no tienes ninguna experiencia con la energía solar, prueba un dispositivo independiente simple y de baja potencia pero de buena calidad, como un farol, para ver cómo te va y comprender los principios básicos de su funcionamiento.
   • Si el crimen es un problema en tu localidad, ten en mente que un dispositivo independiente (del cual una parte o todo deba estar a menudo en una ventana o afuera para cargarse) es un blanco más tentador para un ladrón de poca monta, pero un sistema más valioso (o componentes como los paneles) podría ser vulnerable a ladrones organizados.
3. Comprende los componentes básicos de un sistema de energía solar.
   
   • Las celdas solares, las cuales se organizan como paneles solares y se protegen dentro de ellos. Estos últimos son dispositivos planos que convierten la luz en electricidad. Las celdas generalmente producen un voltaje constante, pero la corriente varía continuamente con la cantidad de luz. El voltaje del panel y el vatiaje (la potencia de salida bajo buenas condiciones) dependen de cómo están organizadas las celdas dentro del panel. Esta energía irregular no es muy útil para operar otros dispositivos por su cuenta e incluso podría dañarlos, así que debería alimentarse a un…
   • Regulador de carga. Un regulador de carga es un sistema de componentes electrónicos que iguala el flujo de electricidad de los paneles solares y regula la descarga de electricidad para usarla desde una…
   • Batería. Una batería es un conjunto de celdas galvánicas que almacena electricidad. (Coloquialmente, el término puede referirse a una sola celda, como a una batería AA, o a un conjunto de muchas celdas, como una batería de 9 voltios o una batería de auto. Un sistema de energía solar generalmente usa múltiples celdas para un mayor voltaje, lo cual es más práctico de manejar para los demás componentes). Un sistema de energía solar utiliza baterías recargables para almacenar energía con el fin de evitar interrupciones y proveer electricidad cuando la luz solar no esté disponible o se necesite mucha energía almacenada a lo largo de mucho tiempo para un corto periodo de tiempo. La energía puede extraerse directamente de las baterías (o, mejor aún, a través del regulador de carga, el cual regula su descarga para protegerlas). Sin embargo, puede convertirse de corriente directa de las baterías de bajo voltaje en general a una corriente alterna de mayor voltaje (generalmente 120 o 240 voltios) apropiada para un mercado a gran escala, normalmente para aparatos baratos y buenos, utilizando un…
   • Inversor. Un “inversor” es un sistema de componentes electrónicos que convierte la corriente directa en corriente alterna y normalmente incorpora también un sistema para elevar el voltaje. Un inversor puede combinarse con un regulador de carga como una sola unidad. Del inversor (si no es directamente de las baterías o el regulador de carga), la energía fluye hacia los…
   • Dispositivos, las luces, los dispositivos electrónicos, las herramientas, los aparatos, etc., que quieras operar. Llega hasta allí a través del…
   • Cableado. Elige un tipo que sea apropiado para el voltaje y la corriente involucrados. Si tienes un sistema simple solo con unos cuantos dispositivos específicos, como luces de bajo voltaje, pueden conectarse directamente a los cables. De otro modo, para una variedad de dispositivos necesitarás…
   • Tomas de corriente, interruptores y otros componentes eléctricos misceláneos. Tu sistema será más versátil y barato a la hora de expandirlo si el voltaje y el tipo de conector son los que se usan generalmente para los dispositivos en tu localidad. La electricidad es solo electricidad, no es muy diferente de la que se produce de otras formas. Se aplican los principios comunes de la instalación eléctrica y el mantenimiento. En caso de que cualquier parte de esto salga mal, estarás contento de tener…
   • Disyuntores o, menos convenientemente, fusibles y otros dispositivos a prueba de fallos como protección contra sobrecargas térmicas en componentes importantes, como el regulador de carga o la caja de fusibles. Estos cortan el flujo de electricidad o incluso se sacrifican para ayudar a evitar que los problemas eléctricos se intensifiquen hasta convertirse en incendios. Si se usan dispositivos fungibles como los fusibles, asegúrate de tener repuestos a la mano y disponibles.
4. Decide cuáles atributos son los más importantes para tu sistema de energía solar. Existen elementos que compensan:
   
   • La simplicidad. Una sola unidad o un kit con todo incluido e instrucciones detalladas serían buenos si los componentes adicionales o técnicos buenos no estuvieran fácilmente disponibles en tu localidad.
   • La vida útil. Aunque todos los equipos solares de calidad deben ser bastante longevos, los equipos particularmente longevos, como los equipos simples, son apropiados para áreas inaccesibles en donde conseguir cosas sea un gran costo o dificultad, en lugar de ser solo su propio costo. (Este problema puede mitigarse manteniendo un suministro de partes de repuesto que no se echen a perder por su cuenta, como bombillos o tomas de corriente, pero esto no funciona para partes que se deterioren ya sea que se usen o no, como las baterías).
     • Si te encuentras en un área relativamente inaccesible, una política de devolución o garantía no es un gran sustituto para una buena calidad consistente, indicada a menudo por una buena reputación, porque conseguir el servicio o reemplazo “gratuito” será difícil.
   • La durabilidad. Si no vives en una casa fuerte y protegida herméticamente contra la intemperie, o si vas a dejar un dispositivo completo afuera para cargarlo, asegúrate de que todos los componentes estén adecuadamente sellados para protegerlos contra la humedad o la exposición a la intemperie y, en donde sea apropiado, que cuenten con agujeros de drenaje. (Esto es más fácil con componentes más integrados o con dispositivos independientes). Si tu localidad tiene un problema con el crimen, revisa que los componentes exteriores en particular, incluyendo un dispositivo independiente en sí o su panel de carga extraíble si este se considera valioso en tu localidad, puedan montarse de forma segura en algún lugar que sea relativamente inaccesible (como un techo alto) y que estén hechos de componentes fuertes y resistentes al vandalismo (por ejemplo, que tengan vidrio extra fuerte o plástico transparente sobre los paneles).
   • La capacidad. Los componentes más grandes y costosos pueden producir, almacenar y entregar más electricidad. Agregar más energía a una tarea particular a menudo tiene rendimientos decrecientes: por ejemplo, los bombillos más grandes crean un ambiente más agradable, aunque es posible que no hagan que las tareas simples sean mucho más eficientes. Sin embargo, una mayor energía también le permite a uno realizar tipos adicionales de tareas muy útiles, como operar una computadora, herramientas eléctricas o incluso un microondas.
   • La eficiencia. Los dispositivos más eficientes hacen más con una cantidad determinada de electricidad. La luz solar en sí es gratuita, pero el equipo de energía solar con el cual procesarla hace que cada unidad de energía cueste en general significativamente más que la energía que proporciona la mayoría de compañías eléctricas, así que la eficiencia es importante.
5. Elige componentes para el sistema que satisfagan tus necesidades actuales y hagan el mejor uso unos de otros. Las partes más baratas, como las baterías, deben tener suficiente capacidad como para hacer uso completo de las partes más costosas, como las celdas solares. Si vas a comprar un dispositivo de todo en uno, revisa que los compromisos que sus componentes reflejen sean razonables: cualquier capacidad faltante o durabilidad reducida debe ser aceptable y estar compensada por un precio o (si la conveniencia es importante) un peso significativamente más bajos.
   
   • Evita los productos amarrados por el vendedor.^[1] Asegúrate de que los componentes principales del sistema sigan estándares de diseño y compatibilidad que no estén limitados por algún fabricante en particular. Por ejemplo, deben funcionar a voltajes y con tipos de conexión que muchos reguladores de carga y dispositivos acepten.
6. Elige paneles solares. Existen varios tipos de celdas solares que varían en eficiencia por la unidad de superficie y la tendencia a deteriorarse con el tiempo. Sin embargo, a menos que vayas a comprar tantos que tener el espacio suficiente para ellos sea una preocupación, generalmente es más importante que los paneles ensamblados sean duraderos (ya que estarán afuera a merced de la lluvia) y tengan un buen precio por vatio (la tasa de producción de electricidad).
   
   • Revisa que el panel solar en un dispositivo de todo en uno tenga suficiente capacidad. Debido a que los paneles solares son costosos, los fabricantes también pueden escatimar en costos. La carga de un solo día debe ser suficiente para todo lo que quieras hacer con el dispositivo en un día, como tener una luz encendida durante 4 horas y, si el dispositivo tiene un cargador de teléfono celular incorporado, cargar el teléfono una vez.
7. Elige una batería adecuada. Su capacidad se mide en vatios-hora; por ejemplo, una batería de 100 vatios-hora puede aceptar 5 vatios durante 20 horas para cargarla (o un poco más, debido a las pérdidas) y luego emitir 25 vatios durante 4 horas al usarla. Los sistemas grandes a menudo utilizan múltiples baterías en paralelo. Existen muchos tipos diferentes con características notablemente diferentes; a diferencia de lo que sucede con los paneles solares, esta no es una cuestión de energía por unidad de tamaño o de dinero. La batería debe ser por lo menos lo suficientemente grande como para albergar la carga de un día completo de los paneles solares; más si quieres poder perderte de un día soleado y de todas formas usar el sistema o dispositivo por completo. Las baterías no deben cargarse demasiado rápido; revisa que las baterías a través de las cuales se extenderá la energía de los paneles solares puedan manejar su máximo ritmo de carga.
   
   • Las baterías de plomo-ácido son baratas para su capacidad y son duraderas, pero no son apropiadas para dispositivos portátiles porque están llenas de un ácido peligroso. Algunas deben llenarse hasta el tope con agua de vez en cuando.
   • No utilices baterías regulares de automóvil (“de arranque”). Las baterías de ciclo profundo, algunas de las cuales se usan para motores eléctricos y caravanas, son la clase de batería de plomo-ácido que debes usar para energía solar, ya que están hechas para una descarga sustancial repetida en lugar de solo para estallidos grandes y breves para encender el motor.
   • Las baterías “de gel” de plomo-ácido están selladas, con el ácido contenido dentro del material para reducir peligros incluso si se rompen. Son baratas para su capacidad, aunque no tanto como las baterías regulares de plomo-ácido. También son relativamente pesadas en comparación con las baterías que no son de plomo-ácido.
   • Las baterías de plomo-ácido pueden dañarse por la descarga excesiva, las sobrecargas o por dejarlas en su estado descargado. El regulador de carga debe evitar la sobrecarga y las descargas profundas; los dispositivos portátiles deben recargarse inmediatamente después de usarlos.
     • La mayoría de baterías debe recargarse inmediatamente después de cualquier uso. Las baterías de níquel-cadmio, las cuales son obsoletas para la mayoría de usos, son la clase de batería que era importante descargar completamente antes de recargarlas.
   • Las baterías de níquel-hidruro metálico (Ni-MH) están selladas y son duraderas y relativamente seguras en general. Son más costosas y livianas por unidad de energía almacenada que las de plomo-ácido, así que son buenas para dispositivos portátiles. Están disponibles en los tamaños estándar AAA, AA, C y D, así que, si tienes un sistema de energía solar, no necesitas dispositivos portátiles alimentados también por energía solar, solo un cargador y baterías mucho más baratos.
     • La mayoría de baterías Ni-MH se deterioran por su cuenta en el espacio de un mes, incluso si no se usan; a las de nivel muy bajo de descarga les toma un año o más.
     • Revisa que las baterías recargables de tamaño estándar más grandes que las AA, como las C y D, tengan calificaciones de capacidad proporcionalmente más grandes de varios miles de mAh o que sean baratas y suficientes para tus necesidades. Algunas son simplemente celdas AA en estuches más grandes.
   • Las baterías de iones de litio son muy livianas y costosas para su capacidad, y son principalmente adecuadas para dispositivos portátiles costosos, como las computadoras portátiles.
8. Elige un regulador de carga. El regulador de carga debe ser compatible con la química particular (plomo-ácido, de gel, Ni-MH, etc.), la capacidad y la cantidad de las baterías que vayas a usar. Es posible que quieras uno que sea apropiado para las baterías que tengas ahora, y también para unas cuantas más, porque el regulador de carga es relativamente barato y duradero y es conveniente tener espacio para crecer.
   
   • Algunas características importantes son la protección contra las sobrecargas, contra la descarga profunda y el ritmo excesivo de carga y descarga.
   • Generalmente, es seguro asumir que un dispositivo de todo en uno tiene un tipo general de regulador de carga aceptable y que los demás componentes no pueden cargar o descargar la batería demasiado rápido, pero la protección contra la descarga profunda es importante para un dispositivo con una batería de plomo-ácido (incluyendo las de gel).
9. Elige un inversor (solo para un sistema de energía). Revisa el tipo de onda que produce; la “onda sinusoidal real” (una onda fluida, como la que produce un generador mecánico) es mejor para la mayoría de dispositivos, particularmente los aparatos electrónicos sensibles, que la “onda sinusoidal modificada”, la cual corre el riesgo de dañarlos. Ningún otro tipo de onda es apropiado. La capacidad debe ser suficiente para todo lo que quieras operar desde el inversor a la vez; una capacidad generosa es relativamente barata y no es dañina.
   
10. Aprende mucho sobre el cableado eléctrico o busca a un buen electricista, preferiblemente uno que esté familiarizado con la energía solar o por lo menos que sea muy inteligente, para que instale por ti todas las partes de un sistema de energía. La electricidad es complicada así que, incluso si estás realizando un proyecto de energía solar tú solo, es mejor consultarle sobre tus planes a alguien que esté informado sobre el tema.
    
11. Elige algunos dispositivos.
    
    • Lámparas: los tubos fluorescentes o las lámparas fluorescentes compactas son eficientes, baratos, longevos y potentes. Los leds también lo son, además de ser físicamente duraderos, pero son muy costosos en altas capacidades, así que son mejores para linternas, faroles y luces similarmente pequeñas. Haz el mejor uso de ellos con reflectores y difusores prismáticos, no con sombrillas.
    • Computadoras: una computadora portátil generalmente es mejor porque ella y su pantalla consumen muy poca energía. Una vieja no será muy costosa y puede operar bien el software básico. (Su propia batería podría estropearse con la edad, pero eso no importa si simplemente se deja conectada).
      • Las computadoras portátiles no se enfrían bien. Limpia las ventilaciones regularmente.
      • Si las computadoras y las conexiones a Internet son poco comunes en tu localidad, podrías establecer un café Internet.
    • Herramientas eléctricas: las recargables (carga sus baterías desde tu sistema de energía) usan poca energía y su proceso de carga no extrae energía muy rápidamente, lo que las hace particularmente buenas para un sistema de energía solar pequeño.
    • Televisión: si es necesario que tengas una, consigue una televisión de pantalla de cristal líquido para un menor consumo de energía.

editarConsejos

• Asegúrate de revisar todas las licencias e historias empresariales para cualquier contratista de instalaciones solares que estés considerando. Asegúrate de elegir a uno que tenga una historia empresarial establecida y positiva y múltiples referencias locales de instalaciones solares.
• Si vives en un país pobre, es posible que una organización de caridad o una organización gubernamental de desarrollo te ayude a pagar o instalar un sistema de energía solar.
• Usa la Internet para buscar críticas informales y pruebas formales de equipos de energía solar; para buscar opiniones generales sobre las reputaciones de los proveedores; para preguntar a los fabricantes, revendedores y otros sobre las capacidades y usos de los dispositivos; y para encontrar proveedores de componentes y sistemas completos (a menudo fabricados por empresas pequeñas que pueden no tener cadenas de distribución establecidas pero pueden ser flexibles y creativas con las ventas al por menor o pequeños pedidos al por mayor).
• En algunos lugares, las compañías eléctricas, por medio de equipo adicional, comprarán el excedente de energía que generes. Sin embargo, una compañía eléctrica moderna puede generar electricidad de forma muy económica y bastante eficiente (no solo en términos del combustible que genera la energía en sí sino también de la labor, la instalación, el mantenimiento y el uso relacionado de la energía), de forma que, si la red de suministro eléctrico está disponible, es mejor usarla pero conservarla, y optar por que la compañía eléctrica obtenga tu parte de electricidad generada por fuentes renovables (lo cual podría costar un poco más).
• Sigue los códigos eléctricos que apliquen (o, si no los tienes, las mejores prácticas aceptadas) al instalar el cableado.

editarAdvertencias

• Domina la seguridad eléctrica para aficionados. La electricidad puede ser peligrosa, incluso, en algunas circunstancias, a voltajes mucho menores que los 120 o 240 comunes para la electricidad generada por la red de suministro eléctrico. Algunos componentes de un voltaje bajo en general pueden crear, usar y almacenar un voltaje alto.
• Algunas baterías producen el gas hidrógeno al cargarse y deben mantenerse en un área bien ventilada.
• Trabaja de forma segura con químicos. Las baterías, sobre todo las de plomo-ácido, pueden contener químicos peligrosos.
• Desecha correctamente los residuos peligrosos, en particular las baterías de níquel-cadmio y plomo-ácido, preferiblemente reciclándolas. Es posible que un reciclador incluso te pague por ellas.

editarReferencias

• http://www.SolarEnergies.ca – Fuente parcial de imágenes y consejos proporcionados con autorización

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Source: Wiki News