Imagina que estás dando un paseo por el campo durante el fin de semana. Pasas por áreas boscosas y granjas donde se cultivan maíz, trigo y vegetales. De repente, a un lado, ves un campo lleno completamente de paneles solares independientes. ¿Qué podría ser eso?
Ese campo es también una granja, pero en lugar de producir alimentos, produce energía para hogares y negocios locales.
Ver una granja solar durante un paseo dominical se ha vuelto mucho más común en los últimos años. Desde 2014 hasta 2019, Estados Unidos agregó entre 200 y 300 nuevas granjas solares cada año. Las granjas solares en Estados Unidos generan ahora más de 85 gigavatios de electricidad por año, suficiente para abastecer a 15 millones de hogares. Y aunque la mayoría de esta energía proviene de instalaciones a gran escala, una parte cada vez mayor proviene de instalaciones solares comunitarias. Estas granjas solares comunitarias proporcionan beneficios a los estados y vecindarios en forma de energía más limpia, menos contaminación y ahorro de electricidad para los residentes.
¿Qué es una granja solar?
Una granja solar es un conjunto grande de paneles solares que suministra electricidad a la red. Estas instalaciones también pueden ser llamadas parques solares, jardines solares, estaciones de energía solar o estaciones de energía fotovoltaica (PV).
Algunos parques solares aprovechan el espacio en la parte superior de edificios de apartamentos o edificios públicos como estacionamientos. Sin embargo, en la mayoría de las granjas solares, los paneles fotovoltaicos se encuentran directamente en el suelo. Este tipo de granja solar requiere un espacio abierto bastante grande para construir. Algunas granjas solares también son granjas agrícolas reales donde algunos campos contienen paneles solares en lugar de cultivos, o los paneles solares están integrados en la tierra agrícola. Las granjas solares también pueden ubicarse en antiguos sitios industriales o vertederos sellados.
¿Cuáles son los diferentes tipos o modelos de granjas solares?
Las granjas solares varían ampliamente en tamaño y forma. Las estaciones de energía fotovoltaica más grandes del entorno producen más de 2,000 megavatios (MW) de energía, mientras que las más pequeñas producen menos de 1 MW.
Sin embargo, la mayor diferencia entre las granjas solares no es su tamaño, sino quién las posee y las utiliza. Las granjas solares a gran escala pertenecen o bien a empresas de servicios públicos o a compañías de energía privadas que venden su electricidad a las empresas de servicios públicos. En cambio, las granjas solares comunitarias, que siguen vendiendo electricidad a las empresas de servicios públicos (volviéndola a poner en la red), pueden ser financiadas por los residentes y las empresas locales a través de un modelo de suscripción.
Granjas solares a gran escala
Las granjas solares a gran escala son generalmente más grandes que las granjas solares comunitarias, produciendo típicamente 5 MW de energía o menos. Contienen miles de paneles solares individuales distribuidos en acres de terreno. Debido a que estas instalaciones de energía fotovoltaica son lo suficientemente grandes como para ser vistas desde un avión, a veces los diseñadores organizan los paneles de manera que formen formas interesantes. Por ejemplo, Walt Disney World obtiene energía de una granja solar en forma de Mickey Mouse.
Las plantas de energía solar a gran escala funcionan de dos formas. Algunas de ellas son propiedad de una empresa de servicios públicos. La empresa de servicios públicos entrega la energía de la planta a la red y la vende a hogares y negocios a precios minoristas. Otras plantas pertenecen a empresas privadas que venden la electricidad que producen a las empresas de servicios públicos a través de acuerdos de compra de energía (PPA, por sus siglas en inglés). La empresa de servicios públicos luego vende la energía a sus clientes.
Las empresas propietarias de plantas de energía solar a menudo invierten en características para maximizar su producción de energía. Por ejemplo, pueden equipar los paneles fotovoltaicos con seguidores solares. Estos dispositivos ajustan la posición y el ángulo de los paneles a lo largo del día, permitiéndoles capturar más luz solar. También pueden agregar características de almacenamiento de energía, como baterías, para almacenar la energía solar para su uso posterior.
Algunas plantas de energía solar no dependen en absoluto de paneles solares individuales. Utilizan un sistema llamado energía solar concentrada (CSP, por sus siglas en inglés). El CSP utiliza espejos para enfocar la luz solar y crear calor. Este calor produce vapor para hacer girar una turbina y generar electricidad. El calor producido por el CSP puede durar incluso después de que el sol se haya puesto, lo que permite que estas plantas sigan produciendo energía durante la noche.
Granjas solares comunitarias
Las granjas solares a gran escala entregan su energía a la empresa de servicios públicos, que la vende a los clientes. Las granjas solares comunitarias son diferentes. Estas instalaciones más pequeñas tienen contratos para vender su energía directamente a hogares y negocios dentro de una comunidad determinada.
Aunque esto no significa que los electrones solares específicos que generan vayan solo a estos hogares y negocios. La energía de la granja solar va a la red y los clientes de la granja solar, llamados suscriptores, obtienen su energía de la red.
Como suscriptor de una granja solar comunitaria, recibes una parte de los créditos solares que la granja genera. Gracias a los incentivos estatales de energía renovable, la generación de energía de las granjas solares se convierte en créditos monetarios que se pueden distribuir directamente a los suscriptores de la granja en sus facturas de servicios públicos. Debido a que las granjas solares están casi siempre conectadas a la empresa de servicios públicos local, los suscriptores ven esos créditos aplicados directamente a sus facturas mensuales existentes. Por ejemplo, si tu suscripción tiene un valor de $100 en créditos solares en un mes determinado, verás una deducción de $100 en tu factura de electricidad.
Eso no significa exactamente que ahorres $100 ese mes. Por separado, es posible que recibas otra factura de la empresa de gestión o servicio de la granja solar. Esta es una factura que te cobra los créditos, pero a un precio con descuento. Entonces, en el ejemplo de $100 de crédito, es posible que pagues $90 al servicio de la granja solar. En general, terminas ahorrando $10 en tu factura de electricidad. A lo largo del tiempo, esos ahorros se acumulan.
Las granjas solares comunitarias tienen grandes beneficios para sus clientes o suscriptores. Te permiten participar en el movimiento de energía limpia y disfrutar de los ahorros en el costo de la energía solar renovable sin instalar tus propios paneles solares en el techo. Esto hace que la energía solar esté disponible para inquilinos y personas que no pueden pagar el costo inicial de un sistema solar. Y al mismo tiempo, te ahorra dinero en tus facturas de electricidad.
Pero las granjas solares comunitarias también benefician a todos los demás en el área. Mejoran la salud pública al reducir la dependencia de las plantas de combustibles fósiles sucios y contaminantes. También hacen que la red sea más estable al distribuir la producción de energía.
Incluso pueden ayudar a reducir tus facturas indirectamente al disminuir los costos de la empresa de servicios públicos. Con una granja solar que agrega energía a la red, la empresa de servicios públicos no necesita plantas de energía adicionales para satisfacer la demanda máxima. Además, la energía solar comunitaria es un tipo de generación distribuida, que produce energía en o cerca del lugar donde se utilizará. Generar energía de esta manera reduce el desgaste de la red.
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El proceso de construcción de una granja solar
Para construir una granja solar, el primer requisito es la tierra, bastante tierra. Las estaciones de energía fotovoltaica ocupan más espacio que la mayoría de los tipos de plantas de energía. Necesitan espacio para los propios paneles, otros equipos como inversores y espacio para acceder a los equipos para el mantenimiento. Por lo general, requieren al menos 100 pies cuadrados por kilovatio (kW), o 5 acres por MW, solo para los paneles. Suma espacio para otros equipos, caminos de acceso y áreas de seguridad, y una granja solar puede necesitar entre 5 y 10 acres por MW.
No cualquier parcela de tierra servirá. Debe estar lo suficientemente cerca de las líneas de energía y las subestaciones eléctricas para conectarse a la red eléctrica. Debe ser plana, despejada y no estar en riesgo de inundaciones. Las regulaciones de zonificación local deben permitir este uso de la tierra. Y, por supuesto, debe recibir una cantidad adecuada de luz solar.
La mayoría de las granjas solares se encuentran en terrenos de propiedad privada. Sin embargo, construir una granja solar requiere la aprobación de varias agencias gubernamentales estatales y locales. Los desarrolladores deben proporcionar planes de construcción detallados y realizar estudios para demostrar que el proyecto no dañará el medio ambiente. En general, el proceso de aprobación, llamado ubicación y permisos, puede llevar de tres a cinco años. Pero una vez que se aprueba el proyecto, la construcción real puede llevar apenas unos meses.
El costo de construir una granja solar depende de su tamaño. Una buena estimación es alrededor de un dólar por vatio. Eso equivale a $10 millones para un parque solar de 10 MW. Eso suena costoso, pero en realidad es más rentable que un sistema solar en el techo, que cuesta entre $50 y $50 por vatio.
Tus preguntas sobre las granjas solares, respondidas
Si ves una granja solar construyéndose en tu área, probablemente tengas algunas preguntas al respecto. Es posible que te preguntes cuánto tiempo estará allí o si representa algún peligro para ti o para el medio ambiente.
Aquí están las respuestas a esas preguntas.
¿Cuánto tiempo duran las granjas solares?
Los paneles solares se desgastan y se vuelven menos eficientes después de aproximadamente 25 años. Sin embargo, incluso con una eficiencia reducida, una granja solar puede funcionar durante 30 a 40 años. Después de eso, la tierra puede arrendarse nuevamente como una granja solar con paneles nuevos o puede volver a su uso original.
Las granjas solares no tienen una vida útil tan larga como algunos otros tipos de plantas de energía. Las plantas de carbón y gas pueden funcionar durante aproximadamente 50 años, los reactores nucleares durante hasta 80 años y las presas hidroeléctricas durante 50 a 100 años. Sin embargo, las granjas solares se comparan bastante bien con las granjas eólicas, que duran de 20 a 30 años. Y, por supuesto, cualquier forma de generación de energía renovable es mejor para el planeta que la de los combustibles fósiles como el carbón y el petróleo.
¿Es peligroso vivir cerca de una granja solar?
En pocas palabras, no. Las granjas solares no contaminan el aire y el agua como las plantas de combustibles fósiles. No hacen ruido, no huelen mal y no obstruyen el paisaje. Sin embargo, al igual que cualquier planta de energía, deben estar cercadas para mantener a las personas alejadas del equipo eléctrico de alto voltaje.
¿Son rentables las granjas solares?
Algunas granjas solares son organizaciones sin fines de lucro o cooperativas formadas por vecinos. Su objetivo es producir energía limpia y combatir el calentamiento global, no ganar dinero. Sin embargo, otras plantas de energía solar son negocios con fines de lucro.
Según Leverage, el retorno promedio de la inversión para una granja solar es entre el 10% y el 20% para el propietario. Eso es suficiente para pagar el costo de construirla en un plazo de cinco a diez años. Después de eso, puede seguir generando dinero durante hasta 30 años.
¿Hay subsidios disponibles para las granjas solares?
El Departamento de Energía de Estados Unidos ofrece una variedad de oportunidades de financiamiento para proyectos de energía solar. El Departamento de Agricultura de Estados Unidos también ofrece subvenciones y préstamos para proyectos de energía solar en áreas rurales. Y el Crédito de Inversión Solar también puede aplicarse a las granjas solares, así como a los sistemas solares residenciales.
¿Existen problemas con las granjas solares?
En general, las granjas solares son beneficiosas para el medio ambiente y la sociedad. Sin embargo, tienen algunos problemas potenciales que los desarrolladores deben trabajar para superar. Estos incluyen:
- Pérdida de hábitat. Construir granjas solares en áreas salvajes o rurales puede destruir el hábitat de las plantas y animales que viven allí. La mejor manera de evitar este problema es construir granjas solares en vertederos, terrenos baldíos y otras áreas con menos vida silvestre.
- Pérdida de tierras de cultivo. Otro problema con las granjas solares en áreas rurales es que pueden quitar espacio para cultivar alimentos. Esto pone en riesgo el suministro de alimentos del país. Una forma de evitar esto es colocar paneles solares en propiedades agrícolas que no sean adecuadas para el cultivo. Otra forma es la agrivolita, que son paneles solares integrados en una granja de trabajo. Pueden colocarse entre las hileras de cultivos o levantarse del suelo para permitir que los cultivos crezcan y los animales pasten debajo.
- Residuos solares. Los paneles solares desgastados son una fuente creciente de residuos en Estados Unidos y en todo el entorno. Un informe de 2016 de la Agencia Internacional de Energía Renovable propone múltiples estrategias para abordar este problema. Una solución es desarrollar paneles solares que utilicen menos material. Otra solución es reparar y reutilizar los paneles dañados y reciclar los paneles al final de su vida.
Espera ver más granjas solares en el futuro
Para evitar un cambio climático catastrófico, el entorno necesita reemplazar los combustibles fósiles con energía limpia y renovable lo más rápido posible. Eso significa que las granjas solares serán una parte cada vez más importante del paisaje en el futuro. Pasar por una de ellas durante un paseo de fin de semana, tal vez en un automóvil eléctrico alimentado por esa misma granja solar, será algo común. Y cada vez que lo hagas, puedes saludar a esos paneles solares y agradecerles toda la energía barata y limpia que te proporcionan a ti y a tus vecinos.