La energía producida durante la vida útil de los paneles solares típicos en los tejados compensa con creces la energía que se necesita para producir, montar y luego reciclarlos. Pero agregar una batería doméstica generalmente reduce esos dividendos, según una nueva investigación de la Universidad de Stanford.

Estudios anteriores estimaron la producción de energía en aproximadamente nueve veces la energía invertida en paneles solares. Por el contrario, un nuevo estudio publicado por la Royal Society of Chemistry Energía y combustibles sostenibles examinó la salida de un sistema de techo típico instalado en cinco estados de Estados Unidos diferentes. Encontró que la proporción de pago de energía varía desde un mínimo de 14 en Alaska hasta un máximo de 27 en la soleada Arizona, pero solo cuando los propietarios pueden enviar energía excedente a la red.

Sin embargo, cuando los propietarios instalan una batería y la cargan con el exceso de electricidad antes de enviar las sobras a la red, el rendimiento energético de la inversión para todo el sistema es un 21 por ciento menor que el de los paneles solares solos, encontraron los investigadores Simon Davidsson Kurland y Sally M. Benson. Cuando los propietarios no tienen batería ni toma de red, la electricidad extra se desperdicia. Luego, El rendimiento del sistema sobre la energía invertida cae a siete en Alaska y a un máximo de 14 en Florida, a la par con estudios anteriores. Debido a que los propietarios en ese escenario necesitan comprar electricidad durante la noche, agregar una batería doméstica estándar de iones de litio mejora la recuperación de la energía.

"Los altos rendimientos generales muestran los beneficios energéticos de la energía fotovoltaica en una amplia gama de regiones geográficas de EE. UU. Y, presumiblemente, en otra parte, "dijo Benson, codirector del Precourt Institute for Energy de Stanford y profesor de ingeniería de recursos energéticos. "Pero también demuestran que si un estado alienta a los propietarios a invertir en sistemas de techos para alcanzar sus metas de energía limpia, luego, dejar que el exceso de energía fluya a la red aprovecha al máximo esas inversiones ".

La métrica muy estudiada "rendimiento energético de la inversión" ayuda a evaluar las políticas que no se pueden medir únicamente en términos económicos. como lograr metas ambientales. Por ahora, Los paneles fotovoltaicos se fabrican utilizando energía principalmente a partir de combustibles fósiles. por lo que una recompensa de 14 a 27 veces mayor en electricidad renovable refuerza las políticas que apoyan la energía solar. Como contraejemplo, El principal argumento en contra del etanol a base de maíz es que se dedica más energía a fabricarlo y distribuirlo que la que produce el etanol en un automóvil.

Beneficios financieros de la energía solar residencial en EE. UU. sin embargo, no están claros. Casi todos los estados permiten alguna venta del exceso de electricidad a los servicios públicos, pero la cantidad que se les paga a los propietarios y la cantidad que pueden vender varía. En la mayoría de los estados, a los consumidores se les paga la misma tarifa que pagan cuando usan la energía. Cuando el sistema está exportando a la cuadrícula, el contador del cliente va en reversa. En un puñado de estados aunque, A los propietarios se les paga en función de la cantidad de dinero que su electricidad en total ahorró a la empresa de servicios públicos, un precio mucho más bajo.

Suministro de red frente a baterías domésticas

Agregar baterías a un sistema fotovoltaico doméstico reduce la recuperación de energía de todo el sistema en un 21 por ciento en promedio debido a dos factores. Primero, agregar baterías significa más energía en forma de combustibles fósiles invertida en la fabricación de todo el sistema. Segundo, la cantidad de electricidad que descarga una batería es un 8 por ciento menor que la cantidad de electricidad necesaria para cargarla, una pérdida en comparación con el envío de electricidad directamente a un sistema eléctrico más grande con clientes que pueden usar la energía de inmediato.

"En cuanto al rendimiento energético de la inversión, Es difícil justificar la adición de baterías a los sistemas fotovoltaicos residenciales siempre que el exceso de generación pueda estar disponible para otros usuarios de la red. "dijo Davidsson Kurland, quien fue becario postdoctoral en el Proyecto de Energía y Clima Global de Stanford cuando realizó esta investigación. Actualmente es investigador postdoctoral en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia.

Todavía hay esperanza para las baterías domésticas, Davidsson Kurland y Benson encontraron. Cuando vender a la red no es una opción, Las baterías domésticas mejorarían hipotéticamente el rendimiento del sistema doméstico entre un 12 y un 42 por ciento en los cinco estados examinados. El extremo superior del rango en el estudio es para un clima como el de Washington, donde las primeras horas de la tarde pueden ver mucho sol pero poco uso de electricidad residencial, creando una oportunidad para las baterías. El extremo inferior es para el clima de Florida, donde el calor y la humedad impulsan los sistemas de aire acondicionado mientras brilla el sol, incluso si no hay nadie en casa. En realidad, los consumidores pueden vender el exceso de energía a la red en Florida y, con límites, en Washington.

¿Utilidades como batería gratis?

En los estados que permiten a los propietarios de energía solar volver a vender a la red al mismo precio que las empresas de servicios públicos cobran a los consumidores, las empresas de servicios públicos se quejan de que se están utilizando como batería gratuita. Si bien esa política puede lograr objetivos ambientales al fomentar los paneles solares domésticos, podría volverse financieramente insostenible para las empresas de servicios públicos. Nevada, en particular, se ha enredado con este problema. El estado redujo drásticamente la tarifa que las empresas de servicios públicos pagaron a los vendedores de suministros fotovoltaicos en 2016, lo que provocó una reacción violenta. Dos años después, el estado elevó las tarifas al 95 por ciento de la tarifa minorista que pagan los consumidores.

El estudio actual reconoce el dilema. "Como solar en la azotea y grande, photovoltaic power stations grow, electricity grids will not be able to accept more afternoon power, unless new uses of cheap afternoon electrons grow, " Benson said.

The study also highlights the need for new research and development to improve the energy inputs, round-trip efficiency and life expectancy of batteries.