És Tesla el futur del sector renovable?

El 30 d’abril del 2015, Elon Musk organitzà una roda de premsa per presentar el seu nou enginy. Amb una gran expectació i recordant a Steve Jobs i el seu màrqueting, Elon Musk va sorpren­dre al món sencer amb un tipus d’emmagatzematge per sistemes fotovoltaics que assegura resoldre tots els problemes actuals. Però, és Tesla el futur en el món renovable i elèctric en general?

Quan es dissenya un sistema solar fotovoltaic amb bateries, la primera premissa que s’ha de tenir en compte és la quantitat d’energia que s’haurà d’acumular, ja que en cas de fer curt el problema seria majúscul. No obstant això, i abans d’endinsar-nos en el món de les bateries, cal saber què és i com funciona un sis­tema solar amb bateries.

Imaginem que volem subminis­trar energia elèctrica al nostre habitatge o negoci mitjançant la desconnexió de la xarxa pública de distribució i alimentar la demanda elèctrica, única i exclusivament, amb bateries fotovoltaiques. A dia d’avui, aquest sistema és possible, hi ha diver­sos exemples d’instal·lacions que estan funcionant d’aquesta manera, però el handicap d’aquesta opció és la inversió inicial; tot i que el preu de generació d’un kWh fotovoltaic és lleugerament inferior al kWh que es compra a la distribuïdora elèctrica, els acu­muladors tenen un preu elevat i, en aquest aspecte, encara s’està lluny de dir que ha arribat l’hora de les bateries.

El funcionament d’un sistema fotovoltaic aïllat és semblant a l’anomenat autoconsum elèctric, amb la diferència que enlloc de disposar d’una connexió a la xarxa pública es disposen de les bateries. Un sis­tema fotovoltaic podria estar con­nectat amb un grup de bateries amb la intenció d’acumular l’energia sobrant, atès que la demanda inte­rior de l’habitatge seria inferior a la generació solar. No obstant això, i a no ser que el Decret 900/2015 aprovat el 02/10/15 ho permeti, no és legal la connexió de bate­ries en un circuit on es disposa de connexió a xarxa pública. Per tant, exemplificarem aquell sistema solar que està totalment descon­nectat de la xarxa pública i l’edifici s’alimenta directament de les bateries instal·lades, essent un sistema solar fotovoltaic aïllat.

L’esquema d’aquest sistema vindria a ser el següent:

  • (1) És necessària una planta generadora d’energia elèctrica, on estaran situats els mòduls fotovol­taics o aerogeneradors.
  • (2-3) Seguidament es transporta aquesta energia a l’inversor-regulador, el qual s’encarrega de trans­formar l’energia en contínua a alterna o bé enviar-la a les bateries per a el seu emmagatzematge.
  • (4) Finalment, el quadre elèctric amb els circuits necessaris i les seves proteccions.
Esquema extret de www.teslamotors.com

El primer problema quan es dimensiona aquest tipus de sistema és la ubicació de les bateries, ja que nor­malment l’amperatge d’aquests acumulador és a 2 V a causa de les seves dimensions i pes. És per aquest motiu, que la majoria de les instal·lacions aïllades disposen de 24 bateries que subministren energia elèctrica a 2 V de tensió cada una, formant un conjunt de 48V amb la mateixa capacitat. Amb un exemple s’entén millor: l’enunciat és un immoble que consu­meix 10 kWh diaris i es necessita una autonomia de 2 dies. S’aconsella que les bateries no es descarreguin més del 50% de la seva capacitat per evitar problemes de càrrega i descàrrega, això provoca que el càlcul del dimensionat passi de 10 kWh a 20 kWh; a més, com es desitja una autonomia de 2 dies, l’acumulació defi­nitiva a dimensionar serà per a 40 kWh. A una tensió de 48 V, s’obté que es necessiten 833 Ah d’acumulació totals. Amb aquest resultat, si comparem que una bateria de cotxe de 60 Ah té un pes aproximat d’uns 8 quilos, quan pesaria una bateria de 833 Ah? Massa quilograms per fer-la maniobrable dins habitatges o estances. És per aquest motiu que les bateries, a par­tir d’una certa capacitat, queden dividies en blocs de 2V formats per 24 elements; dit d’una altra manera, la gran bateria de 833 Ah es parteix en 24 trossets de 2V cada una amb la mateixa capacitat, necessitant un gran espai per la seva ubicació, instal·lació i mante­niment.

Aquest problema sembla ser que Tesla aconsegueix eliminar-lo, ja que amb una sola bateria d’uns 100 quilos de pes, aproximadament, i unes dimensions de 1300 x 860 x 180mm. aconsegueix subministrar fins a 10 kWh d’energia a una potència contínua de 2 kW i un pic de 3,3kW.

El Powerball i el Powerpack

Paral·lelament, Musk sembla haver trobat la mane­ra de resoldre un altre gran problema dels acu­muladors, què passa si es vol ampliar la capacitat d’emmagatzematge? Actualment, és necessari subs­tituir les bateries per unes altres de més capacitat, ja que les actuals no són escalables. Sorprenentment, Tesla es distribuirà en dos formats diferents: el Powerball per a habitatges i petites indústries des de 7 kWh fins a 10 kWh, i per a les grans indústries el Powerpack de 100 kWh i, el que és més avantatjós, és que tant un format com l’altre permet instal·lar-se en cascada, és a dir, per a petits formats és possi­ble ampliar la capacitat fins unir nou bateries i, pel gran format… no té límit!, per tant, seria possible la instal·lació de bateries Tesla fins a 1 MWh? Si més no, és una gran aposta que portaria l’energia fotovoltaica actual en una altra dimensió.

No massa anys enrere, les bateries estaven formades per cel·les d’àcid-plom sense segellar, on l’electròlit era liquat amb una vida útil curta. Més tard, van aparèixer les bateries de gel, on les cel·les són d’àcid-plom segellades amb l’electròlit gelificat i allargant la seva vida útil gràcies que evita part de l’evaporació interior. Doncs bé, Tesla és una bateria de ió liti reca­rregable que ofereix una garantia de 10 anys, ni més ni menys, amb una eficiència que ronda el 92% i amb la possibilitat d’instal·lació tant a l’interior com a l’exterior. El seu disseny és innovador i el seu preu esperançador; mentre que la bateria de gel de 833 Ah pot rondar els 250€ (recordant que se’n necessiten 24), Tesla ofereix les dues versions de 7 kWh i 10 kWh per 3000$ i 3500$ respectivament. Això vol dir que, amb una sola bateria podria quedar solucionat el problema de l’emmagatzematge a tots els edificis de nova construcció incorporant-la dins un armari amb ventilació i espai necessari.

A finals del 2013, el Codi Tècnic va introduir una petita però molt significant modificació al DB HE4, article 2.2.1 punts 4 i 5. Fins llavors, els edificis de nova construcció tenien l’obligació d’instal·lar siste­mes solars tèrmics per una aportació mínima d’ACS. Aquesta modificació descriu que ja no és necessari que aquesta aportació mínima sigui amb un sistema solar tèrmic, sinó que és possible executar qualse­vol altre tipus de sistema sempre i quan quedi jus­tificada que aquesta mínima aportació aconsegueixi la mateixa o inferior reducció d’emissions de CO2 i el mateix estalvi que el consum d’energia primària. És a dir, és necessari instal·lar un sistema solar tèr­mic, forçat o termosifó, en un edifici que només dis­posa com energia primària l’electricitat? Per què no instal·lar un sistema solar fotovoltaic en autoconsum essent aquest més econòmic i més fàcil de mantenir que no pas un de tèrmic? És en aquest punt on en un futur no molt llunyà es creu que serà possible la instal·lació de bateries Tesla.

Tornant a la roda de premsa que organitzà Elon Musk a finals d’abril d’enguany, durant la presentació de les bateries s’assenyalà diferents verit4ats del sistema energètic actual, que es basa en un sistema centra­litzat de transformació de l’energia passant per les xarxes de transport d’aquesta fins a les llars i nego­cis. Tenint en compte que s’ha de generar 2 kWh d’energia elèctrica per consumir 1 kWh als nostres edificis, l’altre 1 kWh es perd durant el transport, és necessari canviar el sistema elèctric actual, on una xarxa distribuïda significaria el millor aprofitament de l’energia elèctrica, on cada usuari es pugui crear la seva pròpia energia i, per què no, on tots tindríem un futur renovable millor. És aquest sistema distribuït el que ha fet Elon Musk dissenyar aquest tipus de bate­ria, on assenyala que amb tan sols una petita part del territori dels Estats Units seria suficient per generar tota l’energia que es consumeix a tot el país, eviden­ciant que aquesta petita superfície és molt superior si es comptabilitzen totes les teulades del país. Per tant, a què esperem?

Reforma del sector elèctric

Finalment, i no menys important, cal destacar que al 2013 s’aprovà la Llei 24/2013 de reforma del sector elèctric, on es va aprovar tres metodologies d’autoconsum. Tot i que es antagònic, aquesta Llei preveu, entre molts altres aspectes, la instal·lació de comptadors per registrar l’energia elèctrica que es genera gràcies als mòduls fotovoltaics, amb la jus­tificació que en cas d’autoconsumir aquesta electri­citat no es contribueix a la xarxa pública, introduint l’anomenat “peatge de recolzament o impost al sol”: sense comentaris. En tot cas, el Decret que s’ha apro­vat recentment, i que desenvolupa econòmica, tècni­ca i administrativament la Llei 24/2013, ha introduït diferents rectificacions a l’esborrany del decret ini­cial, detallant que aquest impost no serà imputable a instal·lacions connectades amb la xarxa pública amb potència contractada inferior a 10kW. Per tant, i s’escriu en “negreta”: l’autoconsum elèctric és legal. No obstant, i fins que Telsa no comenci a subministrar les milers de comandes des de la seva “gigafactoria” dels Estats Units, l’actual sistema solar fotovoltaic amb bateries queda reduït per obligació en situacions en que la xarxa de distribució no és present per l’orografia del terreny i el sistema solar no està connectat amb la xarxa pública elèctrica.

Resumint, podríem confirmar que, en el cas que el nou Decret d’autoconsum permetés la inclusió de bateries a un sistema que es connecta amb la xarxa pública, Tesla seria un element trencador en aquest sector pel seu preu, la senzillesa que aparenta la seva instal·lació i la facilitat d’augmentar la xarxa d’acumulació en un moment donat. I, si el Govern central que actualment aprova les lleis i decrets del sector energètic presentés una proposta més inde­pendent dins el marc de les energies renovables, sense cap mena de dubte Tesla seria el futur del sector elèctric i fotovoltaic.

Foto:www.tesla.com

Nota de l’editor

Aquest article va ser publicat originàriament a L’Informatiu número 346 de desembre de 2015

Sobre l’autor

Roger Bancells

És arquitecte tècnic, col·legiat núm. 10.694 Més articles de l'autor

Deixa un comentari