La energía solar es una de las fuentes de energía renovable más populares y utilizadas en todo el mundo. Sin embargo, a pesar de sus múltiples beneficios, la energía solar puede verse afectada por factores como el clima y la hora del día. Es por eso que en este artículo te presentamos 4 alternativas de energía solar que puedes utilizar cuando la energía solar no funciona. Descubre cada una de ellas y cómo puedes aplicarlas a tu hogar o negocio para mantener tus consumos energéticos al mínimo. ¡No te lo pierdas!
La energía solar parece estar creciendo imparable. Pero desafortunadamente, simplemente no va a funcionar para todos los propietarios de viviendas. Afortunadamente, existen algunas buenas alternativas de energía solar para los hogares. Si ha estado buscando otras formas de alimentar su casa, ¡anímese! Hay muchas opciones de calidad por ahí.
¿Por qué las energías renovables son el futuro (y también el presente)?
Aprovechar la energía renovable ilimitada seguramente pasará a la historia como el mayor logro tecnológico de finales del siglo XX y principios del XXI. Y los países más grandes del mundo ahora están trabajando juntos para hacer realidad el cambio a las energías renovables.
Hay demasiados beneficios para enumerarlos, pero según la EPA (1): “Los beneficios ambientales y económicos del uso de energía renovable incluyen:
- Generar energía que no produzca emisiones de gases de efecto invernadero a partir de combustibles fósiles y reduzca algunos tipos de contaminación del aire;
- Diversificar el suministro de energía y reducir la dependencia de los combustibles importados;
- Creando desarrollo económico y empleos en manufactura, instalación y más”.
Además, al observar el lado financiero y de inversión de la propiedad de vivienda sostenible y neta cero (LINK), la mayoría de los costos de tecnología verde se han reducido lo suficiente como para tener sentido financiero.
El ROI de las energías renovables ahora puede rivalizar o superar las acciones, los bonos y la inversión inmobiliaria tradicional. Solo por esta razón, incluso sin los beneficios ambientales, las energías renovables llegaron para quedarse.
¿Qué tan rápido está creciendo la energía renovable?
Cuando miramos el panorama completo, no sorprende que las energías renovables hayan tenido un crecimiento tan increíble. La EIA proyecta que la parte renovable de la generación de electricidad en los EE. UU. se duplicará en los próximos 30 años: del 21 % en 2020 al 42 % en 2050 (2).
El crecimiento de las energías renovables también ha mostrado resiliencia frente a la crisis de la COVID-19 con su nueva incertidumbre económica. Según la Agencia Internacional de Energía, en 2020 (enero a octubre), la capacidad renovable subastada fue un 15 % más alta que en el mismo período de 2019. (Eso constituye un nuevo récord). (3)
La electricidad renovable ha experimentado un crecimiento global de alrededor del 7% durante la crisis. Y eso contrasta con la disminución de la demanda global global de energía (5 %), sin mencionar los muchos problemas de la industria de los combustibles fósiles.
En comparación, la demanda mundial de carbón cayó alrededor de un 8 por ciento. La disminución fue tan grande como el 20% en algunos lugares como la Unión Europea (4).
¿Cuáles son las fuentes de energía renovable más comunes?
Actualmente, el fuentes de energía renovable más populares son:
- Energía solar
- Energía eólica
- Energía hidroeléctrica
- Energía geotérmica
- Energía de las mareas
- Biomasa y Biocombustibles
Además, el orden de popularidad de estos recursos cambia rápidamente. Mira los datos del período 2012-2018 (5).
Lo más sorprendente es el extraordinario aumento de la energía solar. Pero, ¿cuáles son algunas alternativas a la energía solar si no funciona para usted?
Algunas razones por las que la energía solar puede no funcionar para su hogar
- Hay objetos físicos en el camino. – Estos pueden incluir rascacielos, árboles, líneas eléctricas, la casa de su vecino o cualquier otra cosa que obstruya la luz solar directa. Esto puede ser más severo en el invierno cuando el sol está más bajo en el cielo.
- Tu techo es demasiado pequeño. – A veces, la forma o el tamaño de su techo no permiten más de uno o dos paneles. (Por lo general, necesita unos cientos de pies cuadrados como mínimo para que funcione).
- Tu techo es viejo y todavía no quieres gastar dinero en uno nuevo – Si tiene tejas que están por desaparecer en unos pocos años o menos, es posible que aún no desee gastar el dinero en paneles solares. Tiene sentido hacer tanto el techo como el solar al mismo tiempo para mantener bajos los costos.
- Ninguna parte del techo está orientada al sur, este u oeste (hemisferio norte) – Si no puede orientar los paneles directamente hacia el sol, es posible que el retorno de la inversión o la producción de energía real no tenga sentido.
- no te dejarán – Depende de las leyes y regulaciones de su área, pero a veces la HOA, la ciudad, el condado o el estado pueden no admitir o permitir paneles solares en la azotea. Tendrá que consultar las leyes y restricciones locales para estar 100% seguro de esto para su propia casa.
- Sin sol por la noche – Parece obvio, pero si no tiene una conexión de medición neta con la compañía de servicios públicos y necesita energía, debe comprar sistemas de baterías costosos o elegir una opción que no sea solar.
Hemos escrito un artículo completo con más detalles sobre por qué es posible que la energía solar no funcione aquí también.
¿Qué alternativas de energía solar puedo usar?
¿Existen alternativas viables de energía solar para viviendas particulares?
Afortunadamente, un número sorprendente de fuentes de energía renovable enumeradas están disponibles como sistemas residenciales a pequeña escala. Si bien existen varias alternativas de energía solar, muchas vienen con algunas limitaciones. Como ejemplo simple, no puede instalar una planta microhidroeléctrica si no tiene un arroyo o un pequeño río que atraviesa su propiedad.
Por otro lado, los paneles solares fotovoltaicos y las turbinas eólicas se pueden instalar en la mayoría de las propiedades. Pero los mismos sistemas producirán resultados dramáticamente diferentes en diferentes áreas.
Por eso la cuestión principal no es ¿Cuál es la mejor fuente de energía renovable? pero, ¿Cuál es la mejor fuente renovable para tú?
Pasemos a algunas posibles alternativas de energía solar:
Turbinas de viento
Las turbinas gigantes son la imagen icónica de la generación de energía eólica. Pero la energía eólica residencial es una opción completamente acertada para un hogar que quiere diversificar su suministro de energía, si cumple con las condiciones de viento específicas para instalar turbinas.
Las turbinas eólicas a pequeña escala pueden ser una buena opción si tiene:
- Suficiente velocidad del viento en la zona.
- Terreno suficiente.
- Aprobación o aceptación de vecinos, juntas vecinales u organizaciones.
¿Qué tipo de turbina eólica se necesita para alimentar una casa?
Eso depende de sus necesidades de energía, lo que puede pagar y el tipo de turbina (10) que elija. Dos tipos principales son:
- Turbinas eólicas de montaje en suelo y poste – Al igual que sus hermanos mayores (las turbinas gigantes para servicios públicos en los parques eólicos), estas turbinas se montan en postes altos en una posición adecuada para el viento. Cuanto más alta sea la turbina, mayor será la posibilidad de que capte viento constante.
- Aerogeneradores montados en edificios – Las turbinas instaladas en techos de edificios en posiciones adecuadas son más pequeñas que las montadas en postes y tienen una capacidad de 1-2 kW.
Sin embargo, las turbinas eólicas más pequeñas a menudo no son lo suficientemente grandes como para alimentar toda la casa. De acuerdo con la Sitio web Energy.gov:
“Un hogar típico usa aproximadamente 10,932 kilovatios-hora de electricidad por año (alrededor de 911 kilovatios-hora por mes). Según la velocidad media del viento en la zona, se necesitaría un aerogenerador con una potencia nominal de entre 5 y 15 kilovatios para contribuir significativamente a esta demanda. Una turbina eólica de 1,5 kilovatios satisfará las necesidades de un hogar que requiera 300 kilovatios-hora al mes en un lugar con una velocidad media anual del viento de 14 millas por hora (6,26 metros por segundo).
Esto significa que necesitaría al menos tres turbinas de 1,5 kilovatios para alimentar una casa promedio.
¿Cuál es la mejor ubicación para la energía eólica?
Los patrones del viento determinan si la energía eólica tendrá sentido como una alternativa de energía solar para su hogar. La geografía, la época del año, la velocidad promedio del viento y muchos otros factores pueden hacer o deshacer la viabilidad del proyecto.
En general, el rendimiento de las turbinas eólicas alcanza su punto máximo durante la primavera, con el rendimiento más bajo a mediados o finales del verano, como muestra el gráfico de la EIA. El rendimiento en invierno suele estar en el promedio anual de la región. Sin embargo, hay algunas excepciones, como el patrón de viento estacional en California (11).
Puede buscar conjuntos de datos y mapas en línea por ubicación/dirección para calcular la velocidad promedio del viento para la ubicación de su hogar. Algunos que encontramos útiles incluyen:
- Clima.gov – Visor de mapas de velocidades medias del viento
- NRCS- Servicio de Conservación de Recursos Naturales
- WINDExchange – ¡Este es nuestro favorito! Parece tener la mayor cantidad de información por estado, incluidos diferentes gráficos e ilustraciones.
Con los cambios estacionales, la combinación de energía eólica y solar a veces puede optimizar su producción de energía. Cuando la energía solar produce menos, el viento puede compensar la diferencia. Esto es particularmente útil si tiene una casa sin conexión a la red con un sistema de batería, donde las turbinas aún pueden girar durante la noche. Los diseños que combinan energía solar y eólica (u otras fuentes renovables) entran en la categoría de Sistemas Híbridos de Energía Renovable (HRES).
¿Valen la pena las turbinas eólicas residenciales?
Aunque el viento es una fuente de energía limpia y confiable, los obstáculos físicos y financieros son los principales inconvenientes posibles de la energía eólica a escala doméstica.
Las turbinas eólicas pequeñas cuestan entre 3000 y 8000 dólares por kilovatio de capacidad. Para cubrir todas sus necesidades de electricidad, un hogar típico en los EE. UU. necesita una turbina con una capacidad promedio de 5 kilovatios (que va desde 2 kW a 10 kW). Eso significa que una turbina eólica para una casa más grande puede costarle entre $15 000 y $75 000 (11) (sin contar los incentivos para las energías renovables).
Con estos costos, ¿alguna vez se pagará sola una turbina eólica?
Aunque la inversión inicial es alta, afortunadamente, la mayoría de los estados ofrecen recortes de impuestos u otros incentivos que pueden ayudarlo a reducir significativamente el costo de su proyecto eólico. Dependiendo de todos estos factores, puede esperar recuperar su inversión dentro de 6 a 30 años (11).
Si bien eso puede parecer mucho tiempo, recuerde que reducirá sus gastos mensuales de servicios públicos. Y pasado el plazo de devolución, tu energía será prácticamente gratuita.
Más allá del dinero (porque el dinero no puede comprarnos otro planeta, ¿verdad?), se estima que al aprovechar el viento en su hogar, podría reducir sus emisiones anuales de CO2 en 2,5 toneladas (10).
Tenemos un montón de excelentes artículos (creemos que de todos modos) sobre turbinas eólicas para su hogar, si desea profundizar más. Este artículo enumera algunos de los modelos más populares que puede comprar. Abordamos si las turbinas eólicas valen la pena para empezar, y también hicimos una guía para principiantes de turbinas eólicas aquí.
Energía de biomasa en el hogar como alternativa de energía solar
La biomasa es la alternativa a la energía solar más tradicional de esta lista, pero también la más controvertida.
Tipos de biomasa para calentar una casa
Históricamente, la biomasa era toda la materia vegetal que la gente podía quemar para producir energía térmica. La madera cortada era la fuente más común y, a menudo, se consideraba la más eficiente. Por lo tanto, hay dos tipos de biomasa.
- Biomasa de madera
- Residuos de biomasa
El combustible de biomasa moderno ha sido reinventado como verde y se fabrica a partir de desechos de plantas industriales y agrícolas. El aserrín y otros desechos de carpintería, los desechos vegetales de la agricultura e incluso el estiércol se utilizan para crear biomasa respetuosa con el medio ambiente para quemar.
Sin embargo, existe un problema de larga data con el uso de biomasa para la producción de energía. Debido a la creciente demanda del recurso, existe un aumento de la deforestación para la producción de biomasa.
¿Es la biomasa un combustible sin emisiones de carbono?
Se supone que la biomasa de madera es un recurso renovable neutral en carbono, al menos en teoría. La quema de madera debe liberar solo la cantidad de CO2 que el árbol ha secuestrado durante su crecimiento y no más. Sin embargo, la tala de bosques primarios para obtener biomasa aprovecha el almacenamiento de CO2 a largo plazo y libera el gas a la atmósfera.
El combustible de biomasa verdaderamente renovable y sin desperdicio no ha logrado reemplazar a la madera, al menos no todavía. Y la sobreexplotación de los bosques para la quema masiva está socavando el equilibrio de CO2 (13).
¿La quema de biomasa causa contaminación?
La contaminación tampoco es irrelevante con la biomasa.
Además de liberar humo de leña (14) y contaminar el aire exterior, un estudio reciente descubrió que las estufas de leña comunes tienen un efecto perjudicial en la calidad del aire interior (15). El peligro más importante para la salud humana es la alta contaminación por partículas (PM), además de la liberación de compuestos orgánicos volátiles cancerígenos como el benceno y el formaldehído. Sin embargo, la industria de las estufas cuestiona estos hallazgos.
¿Cómo utilizar la biomasa de forma sostenible como alternativa de energía solar?
Cualquiera que sea el veredicto final sobre el humo de leña, es innegable que la biomasa es muy práctica porque siempre está disponible, incluso si se va la luz. De la misma manera que las personas usan generadores de energía a base de petróleo, la mejor manera de usar biomasa como combustible en su hogar es usarla solo cuando otras opciones están fuera de la mesa.
Hay varias formas de hacer que el uso de la biomasa sea sostenible.
- Opte por pellets hechos de productos de desecho.
- Opte por combustible de madera certificado y cosechado de forma sostenible.
- Utilice estufas nuevas con certificación ecológica.
Puede encontrar más información sobre la quema de madera y biomasa respetuosa con el medio ambiente en la publicación Burn Wise de la EPA (16).
Microhidroelectricidad para su hogar
Para aquellos que tienen la suerte de tener un arroyo que fluye a través de su propiedad, existe una alternativa de energía solar más simple y consistente: la energía hidroeléctrica pequeña.
Los sistemas de microhidroelectricidad pueden generar energía hidroeléctrica y podrían ser ideales como una alternativa de energía solar. La producción de microhidro puede variar de 5 a 100 kilovatios. También hay turbinas categorizadas como pico hidro que tienen menos de 5 kW de potencia. Un sistema de 10 kW puede proporcionar suficiente energía para una casa grande, una granja pequeña o incluso un pequeño centro turístico (17).
La pasada del río es la forma más simple de microhidroelectricidad eficiente. Consta de los siguientes componentes:
- Cámara de carga u otro tipo de estructura para la captación de agua
- Canal de conducción de agua o tubería que transporta el agua a las turbinas.
- Turbina (reacción o impulso), bomba o rueda hidráulica: transforma la energía del agua que fluye en energía de rotación
- Alternador o generador que transforma la rotación en electricidad
- Regulador para controlar el generador
- Cableado que distribuye la electricidad.
¿La microhidroelectricidad es mala para el medio ambiente?
Los sistemas de microhidroelectricidad proporcionan energía limpia, pero vienen con una trampa en forma de captación de agua artificial.
El hecho de que tenga que desviar una parte de la corriente hacia el sistema de turbinas puede afectar negativamente el ecosistema de la corriente.
- La vida acuática puede quedar atrapada en la tubería y terminar en las turbinas.
- Todo el ecosistema río abajo se verá afectado si atrae demasiada agua al sistema hidroeléctrico.
- Con proyectos más grandes, la construcción de la cámara de carga puede alterar el paisaje y el lecho del río.
Hable con su profesional de energía hidroeléctrica sobre estos problemas, porque hay formas de amortiguarlos o evitarlos por completo con un diseño inteligente. Captar solo una cantidad mínima de agua es un primer paso para garantizar que el ecosistema río abajo se mantenga saludable y en funcionamiento.
Energía geotérmica como alternativas de energía solar para hogares
En el exterior, nuestra Tierra puede parecer bastante fría a veces, pero debajo de la corteza está hirviendo.
El núcleo fundido, los flujos de magma, el agua caliente y los procesos geológicos producen calor dentro de la Tierra. Esa energía se llama energía geotérmica, y es lógico que los ingenieros la aprovechen para satisfacer nuestras necesidades energéticas en la superficie.
Las bombas de calor geotérmicas o GHP son sistemas eléctricos de aire acondicionado. En lugar de generar el calor necesario, los GHP lo desplazan entre la fuente de tierra y su casa moviendo fluido a través de tuberías de tierra. No deje que el nombre lo confunda: los GHP pueden calentar y enfriar su hogar.
Los sistemas GHP utilizan entre un 25 y un 50 % menos de electricidad que un sistema de calefacción convencional medio. Y reducen el consumo total de energía y las emisiones relacionadas entre un 44 % y un 72 % (18)
Otras razones para usar GHP en el hogar son:
- Los GHP se pueden usar en casi cualquier lugar de los EE. UU. porque las temperaturas superficiales del suelo son bastante constantes en todo el país (aunque el tipo de proyecto y el costo dependerán de varios factores)
- Los GHP pueden entregar más energía por unidad consumida (3 entregados por uno consumido, según la EPA) en comparación con los sistemas convencionales, siempre que tengan el tamaño correcto y se instalen correctamente.
- Los GHP con un atemperador pueden calentar el agua del hogar tomando el calor de la casa y calentando el agua de forma gratuita. En invierno, el sistema reduce los costos de calentamiento de agua en aproximadamente un 50%.
- Los GHP son buenos para controlar la humedad interior, manteniéndola en el 50 por ciento deseable.
- Los GHP se pueden instalar en nuevos proyectos de construcción, pero también se pueden adaptar para una remodelación neta cero.
- El hardware de GHP ocupa menos espacio que un sistema HVAC convencional.
- Los GHP no tienen partes exteriores, lo que los hace menos propensos a daños o vandalismo.
¿Vale la pena la inversión en geotermia?
La pregunta más común sobre la energía geotérmica es cuánto cuesta un sistema de calefacción geotérmica.
Un sistema completo de calefacción geotérmica, con la unidad y todo el trabajo preliminar incluido, costará entre $12,000 y $45,000. Esto depende del tamaño de la casa, el terreno disponible, las propiedades geológicas locales, la infraestructura de tuberías existente y la elección de la bomba en sí.
Vale la pena decir que la energía geotérmica para un hogar sin duda puede dar sus frutos a largo plazo.
El Departamento de Energía de EE. UU. afirma que, a través de facturas de servicios públicos más bajas, puede recuperar su inversión inicial en 2 a 10 años. Además, puede compensar algunos de los costos utilizando financiamiento especial e incentivos de energía renovable (18).
Conclusión: abundan las alternativas de energía solar
En caso de que la energía solar no sea ideal para usted, existen muchas fuentes de energía alternativas a la solar que son igualmente limpias. Y también pueden ayudar a alcanzar el potencial neto cero de su espacio vital. Como hemos mostrado, alguna combinación de diferentes sistemas también podría tener mucho sentido.
Todas las energías renovables a escala doméstica pueden ser fuentes de energía adecuadas. Pero la orientación de la casa, la presencia o ausencia de agua, la geología, el clima, los patrones de viento y muchas otras variables individuales dictan cuáles funcionarán mejor.
Al pensar fuera de la caja y contratar expertos bien informados, podría implementar un excelente sistema de energía renovable autónomo o híbrido. El uso de las fortalezas de su propiedad y hogar maximizará su producción de energía, todo mientras ayuda a salvar nuestro clima (y su presupuesto). Esto es lo que llamamos un verdadero ganar-ganar.
¿Cuál es su experiencia personal con fuentes residenciales de energía renovable distintas de la solar? Háganos saber en los comentarios.
Recursos y referencia
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