La eficiencia energética está ligada con la eficiencia económica y con la observabilidad del sistema de manera holística
Tecnología sobre tiempo
Erick Ortiz Vega
Observabilidad es una nueva buzzword en la industria de la tecnología, una palabra en el espacio del monitoreo digital. Cualidad y acción que podría conjugarse perfectamente con las tecnologías de generación eléctrica para lograr eficiencia energética.
Piense, por ejemplo, en la tecnología renovable fotovoltaica para la generación eléctrica. Ha evolucionado en el tiempo; mejorando su eficiencia mediante la experimentación con diferentes materiales para la construcción de paneles solares, que doten de equilibrio entre alta eficiencia de conversión de energía y estabilidad.
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La energía solar es considerada hoy la manera más económica de generar electricidad. El factor de eficiencia que sustenta esta aseveración oscila entre el 15 y el 25%. Pero ¿acaso, el efecto fotovoltaico no puede aspirar a más? Hasta ahora no, y probablemente en la siguiente década se logre apenas un pequeño brinco en términos de eficiencia mediante otro material de construcción de celdas solares, la perovskita.
Eficiencia energética, indicadores
Actualmente, la eficiencia de conversión de fotones en electricidad mediante celdas de silicio cristalino oscila entre el 20 y 22%. Y se ha calculado que su eficiencia máxima teórica llegaría a ser del 33.7%. Sin embargo, mejorar ese índice de eficiencia se acompaña de otras áreas a considerar, como lo son, costos de producción, validación, estabilidad y degradación del producto.
Bajo la perspectiva de costos de producción, los de las celdas solares de silicio requieren de los asociados al uso de altas temperaturas para remover impurezas. No así, los costos de producción de las celdas de perovskita, producción más sencilla y rápida.
En términos de estabilidad, no hay discusión en cuanto a que las celdas de silicio superan a las de perovskita, aunque la eficiencia de la perovskita ya ha alcanzado un índice del 29%. Pero poniendo en una balanza la degradación del producto de la perovskita, su vida útil no alcanza los 25 años como el silicio, y esto debido a los efectos que provocan el oxígeno, la humedad y el calor sobre la perovskita. Mayor encapsulación a la perovskita significaría mayor costo y peso.
Entonces, ¿cómo lograr mayor eficiencia de conversión de fotones a energía eléctrica, cumpliendo con tres aristas alineadas, costos asequibles, reciclaje responsable de producto degradado y tiempo, acción y resultados en esta década para ser preciso?
Pensar fuera de la caja
Pensar fuera de la caja podría ser la respuesta. ¿Qué pasaría si mientras los desarrollos tecnológicos de celdas solares de silicio y perovskita siguen su curso, las implementaciones solares, sin importar la tecnología FV se empiezan a ejecutar con tecnologías de observabilidad, que no significa monitoreo del sistema FV o inversor?
La observabilidad es un enfoque con el objetivo de comprender cómo funciona un sistema. Las herramientas de monitoreo tradicionales, generalmente, se enfocan en uno o más dominios para identificar problemas típicos y conocidos. Por lo general, eso implica recopilar métricas directamente de esos dominios y medirlas con umbrales predefinidos. Por ejemplo, los niveles de módulos con falla o baja eficiencia no deben exceder un cierto umbral; si lo hacen, se envía una alerta para investigar lo que está sucediendo.
Observabilidad, aplicaciones
La observabilidad adopta un enfoque más holístico, examinando múltiples salidas del sistema para inferir el estado del mismo. Por ejemplo, suponga que se intenta medir la producción de energía de un sistema FV. En ese caso, el monitoreo tradicional podría rastrear la producción solar de cada panel FV, mientras que la observabilidad examinaría cosas como la potencia de salida, la generación solar de cada panel, el consumo de los equipos electrónicos y los de requerimientos eléctricos, el pronóstico del clima, la medición del estado energético de las baterías de almacenamiento y la eficiencia del sistema, respecto al contexto del tiempo climático + hábito de consumo energético + estado de obsolescencia de los paneles solares + estacionalidad del año.
Dicha observabilidad se traduciría en acciones automatizadas y en información valiosa de toma de decisión para pronosticar usos y consumos energéticos que maximicen la eficiencia del sistema FV, sea de silicio o perovskita.
Protocolos de reciclaje
Por otro lado, es conveniente recordar que los protocolos de reciclaje apenas han vuelto a tomar relevancia en la COP26 y en México ya fue aprobada la Ley General de Economía Circular. Siendo los protocolos de reciclaje para los paneles de silicio más maduros que los de perovskita, con un impacto ambiental menor y con menores riesgos a la salud, todavía hoy. De tal modo, que la persecución de la eficiencia energética será útil, siempre y cuando, se vaya de la mano con el desarrollo de tecnologías de reciclaje y recuperación de células solares.
¿Cómo se logra la observabilidad?
En última instancia, la observabilidad se logra mediante inteligencia a través de software, algoritmos de machine learning y el empleo de cómputo en la nube. La observabilidad es pues más propensa a ser eficiente per se. La eficiencia energética está intrínsecamente ligada con la eficiencia económica y con la observabilidad del sistema de manera holística. A mayor observabilidad, mayor eficiencia energética.
Ocurre cosa contraria al amor, pues para que éste crezca, la observabilidad debe dejarse de lado; y confiar, como si el amor se tratase de un acto de fe.
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