Cuestión de puntería

La fotovoltaica es quizá la más prometedora de las energías alternativas y la que menos rechazo provoca, pero el sueño de convertir el sol en fuente inagotable de electricidad continúa chocando con una barrera técnica: la poca eficiencia de los paneles solares. Con los cristales y las células de silicio que se utilizan habitualmente, el aprovechamiento de los paneles fotovoltaicos no suele ir más allá de un doce por ciento de la energía solar que reciben.
Para mejorar este rendimiento, Isofotón, uno de los principales fabricantes de paneles, ha introducido una tecnología basada en un cristal especial que actúa a modo de lupa, concentrando la luz solar sobre una célula en la que el silicio ha sido sustituido por arseniuro de galio. De esta forma, se pueden llegar a duplicar las prestaciones de los paneles fotovoltaicos pero, como ocurre con una lupa, su éxito depende de que esté tan perfectamente orientado hacia el sol que no se produzcan desviaciones de más de una décima de grado, cuando en un panel convencional la desviación tolerable puede ser de hasta diez grados.
La empresa cántabra Acorde se ha atrevido con este reto y, en colaboración con el Grupo de Ingeniería de Control de la Universidad de Cantabria, ha diseñado un seguidor solar capaz de obtener esa precisión.

Persiguiendo al sol

La tecnología fotovoltaica que hasta ahora se ha venido utilizando está basada en paneles de gran apertura, capaces de recoger la energía solar aunque no estén completamente orientados. Sin embargo, a medida que el sol se aleja de la perpendicular del panel el rendimiento disminuye, de ahí la necesidad de incorporar trackers o seguidores solares a unas estructuras que inicialmente eran estáticas. Si bien la fabricación de los soportes de los paneles se encarece, la diferencia en la energía recolectada en los denominados huertos solares lo justifica sobradamente.
Para los paneles de concentración ni siquiera basta con seguir el recorrido del sol, sino que, para obtener un rendimiento óptimo también se precisa mantener en todo momento la máxima verticalidad en la incidencia de los rayos solares sobre el panel. Para lograrlo, Acorde y los especialistas en ingeniería de control de la Universidad de Cantabria, con el profesor Juan Pérez Oria a la cabeza, han creado un software con un algoritmo de seguimiento basado en una ecuación solar de alta precisión utilizada por observatorios astronómicos norteamericanos. Ese programa informático es el encargado de transmitir a los motores del panel las coordenadas para seguir la trayectoria del sol, incluyendo todos los parámetros de ajuste hasta el año 2015, fecha en la que habrá que actualizarlo.
Una vez apuntado el panel, el seguimiento no se interrumpe aunque en algún momento quede ciego, como puede ocurrir cuando se cubre el cielo. De esta manera se evita reiniciar el proceso de búsqueda, una operación que, aunque se realiza en pocos minutos, perjudica al rendimiento del panel ya que la normativa que regula la conexión de las huertas solares a la red de distribución obliga a mantener un tiempo de espera antes de volver a conectar el panel al sistema eléctrico.
Cuando llega la noche el panel se sitúa automáticamente en la posición en que saldrá el sol al día siguiente y lo espera a unos ocho o diez grados por encima del horizonte, que es el ángulo mínimo para realizar la captación de la energía solar.

Solidez mecánica

La eficacia del algoritmo depende, en última instancia, de la fiabilidad y robustez de la estructura mecánica que sostiene y mueve el panel. Una holgura en los engranajes puede dar al traste con cualquier software de apuntamiento, por sofisticado que sea. De ahí la importancia de las pruebas en un escenario real, que todavía están por realizarse. Se harán en el polígono industrial de Reocín, donde sí se ha probado ya el sistema de seguimiento en un panel convencional.
Otro de los puntos vulnerables de la tecnología de concentración es su sensibilidad frente a los vientos fuertes. Los paneles normales han de colocarse ‘en bandera’ para evitar que sufran daños por el viento, cuando sopla en torno a los 70 kms/h, pero en los de concentración el límite baja a los 50 kms/h, no porque la estructura sea más débil, sino porque a esa velocidad el rendimiento del panel decae bruscamente, por los movimientos que se producen. Las turbulencias provocadas por el viento afectan de forma significativa a la precisión del captador por muy estables que sean los paneles.

Un sistema integrado

Además de minimizar el tamaño de la caja que alberga el sistema de seguimiento solar, Acorde va a completarlo con un mecanismo de telecontrol, para que cualquier avería pueda ser detectada con rapidez por los servicios de mantenimiento. El sistema también está preparado para la conexión de cámaras de vigilancia, con el fin de evitar el robo de paneles, que se ha convertido en uno de los principales problemas de estos campos solares, casi siempre desprotegidos.
Aunque el proyecto para fabricar en Cantabria las enormes estructuras metálicas que soportan los paneles de concentración se ha evaporado, tras la marcha atrás de Isofoton, Acorde se dispone a comercializar el sistema de apuntamiento creado para su prototipo, pensando en el amplio mercado que han abierto los huertos solares, que empiezan a proliferar por todo el país y que van camino de convertirse en algo tan familiar como lo son ya los parques de aerogeneradores.