Ni verano ni ola de calor: el elemento casi invisible que boicotea la energía solar de Almería

Cuando se piensa en energía solar, pocos lugares parecen tan privilegiados como el desierto de Tabernas. Situado en el corazón de Almería, este paisaje árido recibe algunas de las mayores cantidades de radiación solar de Europa y se ha convertido desde hace décadas en un laboratorio natural para investigar el futuro de las energías renovables. Pero en cualquier estación, sobre todo en el verano que ahora empieza, y pese a su fuerza como estos días en plena ola de sol y calor, hay un problema que apenas se ve a simple vista: miles de partículas suspendidas en el aire.

Estas partículas microscópicas suspendidas en la atmósfera están actuando como un filtro capaz de restar parte de la energía que llega desde el sol. Es un fenómeno conocido por la comunidad científica como extinción solar atmosférica y una investigación liderada por especialistas del CIEMAT, la Universidad de Granada y el CIESOL acaba de cuantificar su impacto en España. La conclusión es llamativa: una parte significativa de la energía solar disponible se pierde antes incluso de llegar a las instalaciones encargadas de transformarla en electricidad. “En promedio, en Tabernas estamos en un 5 o 6% anual”, explica Aitor Marzo, investigador del Departamento de Óptica de la Universidad de Granada y uno de los autores del trabajo.

La investigación ha sido desarrollada por la Plataforma Solar de Almería y el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Departamento de Óptica de la Universidad de Granada y el CIESOL, centro mixto de la Universidad de Almería y el propio CIEMAT. Las conclusiones se han publicado en la revista científica Science Direct.

La energía que desaparece por el camino

No en vano, la imagen que solemos tener de la producción solar es sencilla: cuantas más horas de sol, más electricidad puede generarse, pero la realidad es bastante más compleja. Los investigadores llevan años estudiando el efecto que tienen los aerosoles atmosféricos, es decir, las partículas microscópicas de polvo, sales marinas, contaminación o arena sahariana que permanecen suspendidas en el aire. Partículas que se multiplican en periodos de calima, cada vez más frecuentes en nuestro clima.

“Siempre hay aerosoles. Lo que pasa es que hay días más cargados y otros menos”, explica Marzo. Estas partículas afectan a las instalaciones solares de varias formas. Por un lado, dispersan parte de la radiación y hacen que la luz llegue menos concentrada. Por otro, reducen directamente la cantidad de energía que alcanza la superficie terrestre. Además, terminan depositándose sobre espejos y paneles, obligando a incrementar las labores de limpieza y mantenimiento. En el caso de las plantas solares de concentración, que utilizan miles de espejos para reflejar la luz hacia un receptor situado en lo alto de una torre, el efecto es especialmente importante. “Nadie podía medir lo que pasa a esa radiación desde el espejo hasta la punta de la torre”, señala el investigador. Y ahí es precisamente donde se encontraba una parte del problema.

Las plantas termosolares de torre funcionan concentrando la radiación solar sobre un receptor situado a decenas o incluso cientos de metros de altura. Para lograrlo utilizan miles de espejos distribuidos alrededor de la instalación. La radiación llega al espejo, pero después debe recorrer una segunda distancia hasta alcanzar la torre. Ese trayecto adicional atraviesa una atmósfera cargada de partículas. Durante años, la industria podía medir con precisión la radiación que llegaba al suelo, pero resultaba mucho más difícil cuantificar cuánta energía se perdía durante ese segundo recorrido.

Aunque la investigación se centra principalmente en las plantas solares de concentración, Aitor Marzo recuerda que el fenómeno también afecta a la energía fotovoltaica. En este caso, los aerosoles reducen parte de la radiación que alcanza los paneles y además favorecen la acumulación de polvo sobre su superficie. “Lo que afecta a uno afecta a otro, quizás de manera diferente, pero siempre hay una parte común en la que afecta”, explica. “Ese polvo que tienes encima de los paneles hace que pase menos radiación al panel fotovoltaico y, por lo tanto, genere menos energía”.

A partir de los trabajos desarrollados en la Plataforma Solar de Almería, los investigadores han diseñado sistemas capaces de medir esa pérdida y comprobar que no es una cuestión menor. En condiciones atmosféricas favorables, las pérdidas rondan el 4%, en las peores, hasta un 10% y en un promedio anual, en Tabernas se alcanzan entre un 5% y un 6%. Sin embargo, en otras zonas del planeta los valores son mucho más elevados. “Hay lugares donde las pérdidas son de un 40%”, explica Marzo. En algunos puntos de Emiratos Árabes Unidos, añade, se han llegado a registrar pérdidas cercanas al 25%.

La paradoja del desierto

Los resultados no significan que Almería haya dejado de ser uno de los mejores lugares de Europa para producir energía solar. De hecho, ocurre justo lo contrario. El estudio sitúa a Almería entre las zonas de España más favorables para este tipo de instalaciones, ya que la enorme cantidad de radiación solar que recibe el sureste peninsular sigue compensando las pérdidas provocadas por la atmósfera.

Sin embargo, la investigación sí señala un matiz importante en un momento de expansión de las energías renovables: no basta con contabilizar las horas de sol. También es necesario analizar factores como la presencia de aerosoles, la frecuencia de episodios de calima o los costes adicionales derivados de la limpieza y el mantenimiento de las instalaciones. Según los cálculos realizados por el equipo científico, la extinción solar eleva hasta un 50% el coste de la electricidad en los periodos con mayor carga de aerosoles. Es decir, en verano. “Todo esto son parámetros que afectan a la rentabilidad de los proyectos solares”, señala Marzo.

Aunque los investigadores no se apuntan al alarmismo, sí recuerdan que la evolución del cambio climático merece atención. “Estamos viendo que están habiendo cada vez más episodios de calima”, afirma el científico. La llegada de polvo procedente del Sáhara no es un fenómeno nuevo en Andalucía, pero los episodios extremos se han hecho cada vez más visibles durante los últimos años. En marzo de 2022, por ejemplo, una intensa intrusión de polvo africano tiñó de calima naranja buena parte de la península y llegó incluso a alcanzar regiones del norte de Europa.

Si estos episodios se vuelven más frecuentes, las instalaciones solares podrían verse obligadas a incrementar sus labores de limpieza y mantenimiento. “Si hay cambios en los patrones de ensuciamiento debido al cambio climático, esto va a suponer un incremento en el gasto de mantenimiento”, advierte. Eso no significa que las grandes inversiones realizadas en energía solar estén en peligro. “No considero que los cambios vayan a ser tan drásticos como para que la inversión que se ha hecho haga que fracasen este tipo de proyectos”, aclara. Pero sí obligan a afinar los cálculos.

Porque incluso en uno de los lugares más soleados de Europa, una parte de la energía del sol nunca llega a convertirse en electricidad. Queda atrapada en millones de partículas invisibles suspendidas sobre el desierto.