En los Estados Unidos, la generación de electricidad representa el 25% de las emisiones nacionales de gases de efecto invernadero, ligeramente menos que el sector de mayor emisión, el transporte (que representa el 29%). Aproximadamente el 60% de esa electricidad proviene de combustibles fósiles, como el gas natural, el carbón y el petróleo, a pesar de que este tipo de energía es indiscutiblemente la más contaminante. La creciente preocupación por la crisis climática ha llevado a muchas personas a instalar turbinas eólicas o paneles solares en sus hogares.
Paneles solares para el hogar
Los paneles solares se pueden instalar en un techo o en un soporte en el suelo para convertir la luz solar en energía eléctrica para el hogar. Los paneles en sí están compuestos por células fotovoltaicas que contienen dos capas de un material semiconductor como el silicio.
Un panel solar residencial puede producir entre 150 y 370 vatios de energía solar, dependiendo de su tamaño y eficiencia. Según la compañía de energía solar SunPower, el panel residencial típico mide 65 por 39 pulgadas (aproximadamente 15 pies cuadrados) y tiene una eficiencia del 15% al 20%. Un panel solar de 290 vatios que recibe cinco horas de sol directo al día producirá 1,450 vatios, aproximadamente 5 kilovatios-hora, al día. Teniendo en cuenta que la casa promedio en los Estados Unidos utiliza alrededor de 29 kWh al día, se necesitarían 20 paneles solares residenciales para compensar completamente una factura de electricidad.
La mayoría de los sistemas solares residenciales están conectados a la red eléctrica, es decir, están conectados a través de un medidor de servicios públicos regular, a menos que contengan su propia batería solar para almacenar energía. Tener una batería solar permite a los propietarios aprovechar sus propias reservas de energía cuando no brilla el sol o cuando se produce un corte de energía en la red. Sin embargo, las baterías solares pueden costar entre $5,000 y más de $10,000.
Costo de un sistema solar residencial
Según el Centro para la Energía Sostenible, una organización sin fines de lucro, un sistema solar residencial cuesta entre $3 y $5 por vatio. Con 5 kilovatios como el sistema residencial promedio, el costo inicial está entre $15,000 y $25,000, sin incluir la adición opcional de una batería solar. Sin embargo, existen créditos fiscales de inversión federales e incentivos estatales y locales disponibles para compensar el costo.
La buena noticia es que los sistemas solares residenciales prácticamente no requieren mantenimiento. Requieren casi ningún mantenimiento, excepto una limpieza ligera ocasional, y a menudo vienen con garantías de 20 o 25 años. Los paneles bien cuidados pueden durar de 20 a 30 años.
Impacto ambiental
Aunque la energía solar es 100% renovable, no es completamente neutral en cuanto a carbono. La generación de energía solar por sí sola no produce emisiones de gases de efecto invernadero, pero la fabricación y el reciclaje de los paneles sí lo hacen. La fabricación de paneles fotovoltaicos requiere el uso de productos químicos tóxicos, como hidróxido de sodio y ácido fluorhídrico, además de una gran cantidad de agua y electricidad. La mezcla de materiales, como el silicio, el vidrio, el plástico y el aluminio, también dificulta el reciclaje de estos paneles. Actualmente, los fabricantes y los estados están comenzando a ofrecer programas de devolución de módulos fotovoltaicos.
Teniendo en cuenta todo, generar suficiente energía solar para alimentar toda tu casa puede reducir la huella de carbono de tu hogar (solo por electricidad) en un 80%.
Turbinas eólicas para el hogar
Las turbinas eólicas son otra forma de producir energía limpia en el hogar. Están compuestas por aspas parecidas a las de una hélice, conectadas a un rotor, ubicado en una torre idealmente más alta que los árboles y edificios circundantes. El giro de las aspas hace que el rotor gire y envíe energía cinética a un generador, que la convierte en energía eléctrica utilizable (CA).
Al igual que los sistemas solares residenciales, las turbinas eólicas para el hogar pueden estar conectadas a la red eléctrica, es decir, la energía se envía a la red a través de un inversor especial, o pueden estar desconectadas de la red, lo que requiere un banco de baterías de ciclo profundo. También puedes tener un sistema que esté conectado y desconectado de la red, lo que requeriría tanto el inversor especial como el banco de baterías. Esta es una opción atractiva porque garantiza que no perderás electricidad durante largos períodos sin viento o cuando se produzca un corte de energía en la red.
El diámetro del rotor de las turbinas eólicas residenciales puede variar entre 3 pies y 23 pies, y su altura mínima es de al menos 60 pies a 100 pies. La regla general es colocar la turbina a 30 pies por encima de cualquier obstáculo dentro de un radio de 300 pies de la torre. Esto disuade a las personas que viven en áreas urbanas, ya que la mayoría de las ordenanzas de zonificación restringen la altura de las estructuras a un mínimo de 35 pies o un máximo de 100 pies.
Las turbinas eólicas pueden extraer aproximadamente el 50% de la energía que pasa a través de ellas, en comparación con la eficiencia del 15% al 20% de los paneles solares para el hogar. El Departamento de Energía de los Estados Unidos afirma que una turbina eólica residencial típica puede producir de 400 vatios a 20 kilovatios de energía. Una sola turbina de 5 kilovatios producirá 900 kWh al mes (aproximadamente el promedio nacional) en una ubicación donde la velocidad promedio del viento es de 14 mph.
Por supuesto, si la energía eólica es una fuente eficiente de energía depende en gran medida de la ubicación. Las turbinas eólicas funcionan mejor en áreas planas y remotas con pocos obstáculos. El Departamento de Energía de los Estados Unidos recomienda la energía eólica para las personas que viven en un área con una velocidad promedio de viento anual de al menos 10 mph.
Costo
Aunque el costo de un sistema eólico residencial varía según la ubicación, el precio promedio en 2019 fue de $8,300 por kilovatio (es decir, alrededor de $41,500 por un sistema que compensaría completamente la factura eléctrica promedio). Esto es aproximadamente el doble del costo de un sistema solar residencial, y las turbinas tienden a tener un costo de mantenimiento más alto que los paneles solares porque son propensas a daños por viento e impactos de rayos, y generalmente solo pueden ser reparadas por técnicos especializados. Nuevamente, hay créditos fiscales e incentivos disponibles.
Impacto ambiental
La energía eólica es una de las fuentes de energía más limpias disponibles, con una huella de emisiones de solo cuatro gramos de dióxido de carbono equivalente por kWh, en comparación con seis gramos para la energía solar, 78 gramos para el gas y 109 gramos para el carbón. Esto incluye la fabricación, el transporte, el funcionamiento y la eliminación de las turbinas eólicas, que están diseñadas para durar aproximadamente 20 años. Sin embargo, un problema ambiental más preocupante es que las turbinas eólicas pueden reducir y degradar los hábitats naturales, y sus aspas en constante movimiento a veces chocan con murciélagos y aves.
¿Cuál es mejor, la energía solar o la energía eólica?
Existen grandes beneficios tanto en la energía solar como en la energía eólica, ambas son considerablemente más verdes que la energía tradicional de combustibles fósiles, aunque significativamente más caras. Cuál es la mejor opción para ti depende en gran medida de tu espacio y presupuesto. Los paneles solares son generalmente más baratos, más compactos y más ampliamente tolerados en entornos urbanos y suburbanos. También se sabe que son una fuente de energía más confiable, ya que pueden absorber la luz en días nublados, mientras que las turbinas solo giran cuando hace viento.
En general, sin embargo, la energía eólica es la opción más eficiente y respetuosa con el medio ambiente. Las turbinas pueden aprovechar el 50% de la energía cinética del viento, mientras que los paneles fotovoltaicos de hoy en día solo aprovechan el 15% al 20% de la energía solar del sol. La energía eólica actualmente tiene una huella de carbono más baja que la energía solar, y una sola casa solo necesitaría una turbina de cinco kilovatios para alimentarla por completo, en comparación con 20 paneles solares.
Aunque los paneles solares producen salidas de energía más predecibles que las turbinas eólicas, estas últimas continúan aprovechando la energía durante la noche, mientras que las primeras solo funcionan durante el día. Como ventaja adicional, es potencialmente más fácil encontrar turbinas eólicas fabricadas en los Estados Unidos, lo que elimina la huella de carbono del envío internacional, que encontrar paneles solares de origen nacional. La mayoría del equipo de paneles solares se importa de Asia (específicamente, de Malasia, China, Corea del Sur y Vietnam), mientras que los componentes de las turbinas eólicas se obtienen entre un 40% y un 90% dentro del país.
Para vivir completamente fuera de la red sin tener que preocuparte por períodos intermitentes de apagones, la mejor (y más cara) opción es instalar tanto un sistema solar como un sistema de energía eólica. De esta manera, casi se garantiza tener energía durante las largas noches de invierno y períodos de poco viento.