Ok gran pregunta! Hay diferentes lugares en todo el mundo donde este cálculo se ve bastante diferente.
Un lugar por ejemplo que es bastante adecuado es en las Islas Baleares (de España) como Mallorca, Ibiza y Menora. Por ejemplo, consulte este cuadro de irradiación solar que incluye radiación directa y difusa. ¿Ves lo rojo oscuro que son las islas?
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Un artículo sobre un estudio para una iniciativa encontró que con solo el 1.5% del área disponible en la azotea, se puede generar alrededor del 50% de las necesidades de electricidad. Por lo tanto, debido a la alta insolación y también (supongo que una intensidad de energía per cápita de nivel medio), ¡esto parece una cantidad bastante pequeña y de hecho lo es! Piénselo de esta manera: por cada edificio con 100 m ^ 2 de techo, instala 1.5 m ^ 2 de panel solar. Esta es aproximadamente el área cubierta por un panel como se muestra en la imagen a continuación. Supongamos que las dimensiones de este panel son equivalentes al panel representativo utilizado en la estimación.
Además del potencial solar, España invertirá en parques eólicos que harán que el suministro de electricidad provenga aún más de fuentes renovables. Por ejemplo, en 2014, solo el 2.5% del suministro provenía de energías renovables, ¡lo cual es bastante bajo!
¡Ahora a los Estados Unidos! Varios estudios similares fueron publicados recientemente con esta pregunta como el pensamiento principal. Por ejemplo, el NREL (Laboratorio Nacional de Energía Renovable) ha analizado el potencial fotovoltaico de los edificios comerciales y residenciales.
En uno de sus últimos estudios sobre el tema, han creado un marco bastante extenso para estimar el potencial que se basa en el trabajo anterior que el laboratorio ha realizado. Como los resultados están bien explicados y son bastante extensos, citaré a continuación …
El potencial técnico nacional total de la energía fotovoltaica de techo [adecuada] es de 1,118 gigavatios (GW) de capacidad instalada y 1,432 teravatios-hora (TWh) de generación de energía anual.
Esto equivale al 39% del total del sector eléctrico nacional … [suministro], y es significativamente mayor que una estimación previa del Laboratorio Nacional de Energía Renovable de 664 GW de capacidad instalada y 800 TWh de generación de energía anual (Denholm y Margolis 2008). La diferencia se puede atribuir a los aumentos en la densidad de potencia del módulo , la estimación mejorada de la idoneidad del edificio , las estimaciones más altas del número total de edificios y las mejoras en las herramientas de simulación del rendimiento fotovoltaico que anteriormente tendían a subestimar la producción.
Aunque solo el 26% del área total de la azotea en edificios pequeños (aquellos con una huella menor a 5,000 pies2) es adecuada para el despliegue fotovoltaico, la gran cantidad de edificios en esta clase le da a los edificios pequeños el mayor potencial técnico. Las azoteas de edificios pequeños podrían acomodar 731 GW de capacidad fotovoltaica y generar 926 TWh / año de energía fotovoltaica, lo que representa aproximadamente el 65% del potencial técnico total de la energía fotovoltaica en la azotea. Los edificios medianos y grandes tienen un potencial de capacidad instalada total de 386 GW y un potencial de generación de energía de 506 TWh / año, lo que representa aproximadamente el 35% del potencial técnico total de la energía fotovoltaica en la azotea.
Estos resultados son sensibles a los supuestos sobre el rendimiento del módulo, que se espera que continúe mejorando con el tiempo. Por ejemplo, este análisis asumió una eficiencia del módulo del 16% para representar una mezcla de varios tipos de tecnología. Si se supone una eficiencia del módulo del 20%, que corresponde a los sistemas premium actuales, cada una de las estimaciones técnicas potenciales aumentaría aproximadamente un 25% por encima de los valores establecidos en este informe. Además, nuestros resultados son solo estimaciones del potencial de los planos de techo adecuados existentes, y no consideran el inmenso potencial de la energía fotovoltaica montada en el suelo. La generación real de PV en áreas urbanas podría exceder estas estimaciones instalando sistemas en un área de techo menos adecuada, montando PV en toldos sobre espacios abiertos como estacionamientos, o integrando PV en fachadas de edificios.
En la práctica, la integración de una cantidad significativa de energía fotovoltaica en la azotea en la cartera nacional de capacidad de generación requeriría una red flexible, infraestructura de soporte y un conjunto de tecnologías habilitadoras.
¿Entonces qué nos dice esto?
- Es posible obtener aproximadamente el 39% del suministro nacional de energía eléctrica simplemente instalando paneles fotovoltaicos con un 20% de eficiencia en cada techo adecuado en los Estados Unidos
- Esto no cuestiona algunos de los obstáculos monetarios y técnicos que tendrían que superarse mediante mejoras en la infraestructura de la red.
Una cosa más que me gustaría señalar es cómo una acumulación de 1,118 GW de capacidad de generación de PV se compara con una acumulación de una cantidad similar de plantas de energía fósil-térmica, como las que funcionan con gas natural. La figura de la AIE muestra factores de capacidad típicos. Esto es equivalente a cuánto de la vida útil se gasta produciendo energía.
Arriba, vemos que las plantas generadoras de electricidad fotovoltaica resultan en factores de capacidad de aproximadamente el 20%.
Arriba, vemos que para el gas natural (ciclo combinado) las plantas generadoras de electricidad dan como resultado un factor de capacidad de aproximadamente el 50% (que varía según la temporada).
Además, vemos que las plantas de gas natural generalmente están en el rango de tamaño de 800–1600MW.
ASÍ, si asumimos que cada tecnología está compitiendo con los factores de capacidad dados (y por lo tanto es solo una aproximación muy aproximada), podemos comparar cómo la producción fotovoltaica adicional se compara con las nuevas centrales eléctricas de gas natural.
Si tomamos la capacidad de 1,118GW con un factor del 20%, eso deja una capacidad real de aproximadamente 224GW. Para producir la misma cantidad con un factor de capacidad del 50%, la capacidad de producción de gas natural debe ser de aproximadamente 448GW.
- Si cada planta de gas natural tiene una capacidad de 800MW, la instalación fotovoltaica total en la azotea de los EE. UU. Sería equivalente a aproximadamente 560 plantas de energía de gas natural.
- Si cada planta de gas natural tiene una capacidad de 1600MW, la instalación fotovoltaica total en la azotea de los EE. UU. Sería equivalente a unas 280 plantas de energía de gas natural.
