Mesurant la llum

8 juliol 2017 01:00h

Continuant els treballs experimentals realitzats en l’Institut durant els cursos anteriors per mesurar i avaluar les possibilitats de l’energia solar, enguany hem realitzat una ampliació i millora interessant, en la qual han participat 7 alumnes voluntaris de 1r de batxillerat: Ferran, Sara, Encarna, Anastasia, Ana, Pablo i David. Ha resultat un poc complicat perquè, amb els canvis curriculars, ens han deixat sense optatives de laboratori (absurd però real) i haguérem de fer-ho tot fora d’hores de classe; la qual cosa té cert mèrit, perquè no és fàcil que alumnes de 16 anys es queden voluntàriament a fer pràctiques de FQ després de les seues classes...

En resum, l’any anterior construírem un calorímetre senzill amb el qual mesuràrem l’energia solar que rebem, però cada resultat final necessita al voltant de mitja hora de mesures de temperatura i temps, de manera que el dispositiu resulta laboriós i lent, poc pràctic. Aleshores, aquest curs ens hem plantejat un muntatge diferent per mesurar la intensitat solar en temps real, aprofitant l’efecte fotoelèctric.

Així doncs, hem connectat una petita cèl·lula fotovoltaica en sèrie amb un mil·liamperímetre: la cèl·lula transforma immediatament la llum que rep en electricitat i aquesta és mesurada en temps real pel mil·liamperímetre. La intensitat elèctrica generada en curtcircuit (Ie, en mil·liamperes, mA) és directament proporcional a la intensitat solar incident (Is, en watts per metre quadrat, w/m2) que l'origina.

Per calibrar el dispositiu utilitzàrem el calorímetre del curs anterior, millorat amb més aïllament, amb el qual mesuràrem la Is incident en diferents hores per tindre diferents valors i paral·lelament, amb el mil·liamperímetre, mesuràrem la Ie que originava cadascuna de les intensitats solars. Així obtinguérem una sèrie de dades Is/Ie amb els quals férem la gràfica adjunta (en horitzontal mA i en vertical w/m2).

La correlació lineal resulta acceptable perquè el coeficient R2=0,92=92%, i l’equació corresponent és: Is = 15 · Ie

Tal com havíem suposat la relació és lineal i amb l’equació obtinguda podem mesurar la intensitat solar en temps real a partir dels mA que indica l’aparell, simplement multiplicant-los per 15. Així, per exemple, el dia 22-3-2017 a les 14.30h vam mesurar 51 mA, la qual cosa indica que estàvem rebent uns 765 w/m2 d‘intensitat solar.

La idea era mesurar després la mitjana horària, diària i anual de l’energia solar que rebem per metre quadrat, amb la qual podríem calcular la superfície de plaques que necessita un institut com el nostre per autobastir-se d’electricitat solar. No tinguérem temps de fer més mesures i simplement buscàrem en els mapes d’intensitat solar (Aemet) la mitjana anual que rebem, i amb els rebuts del consum elèctric de l’Institut calculàrem que per autobastir-nos necessitem 390 m2 de plaques solars, superfície molt inferior a la que tenim en el sostre.

També calculàrem el cost de la instal·lació (plaques, regulador, inversor, etc.) i que, als preus actuals de l’electricitat, aquesta s’amortitzaria en uns 6 anys, possiblement menys si considerem que el preu de l’electricitat comercial puja cada any i el de les instal·lacions fotovoltaiques baixa. Per tant, com les plaques solars funcionen més de 25 anys, el canvi resultaria molt recomanable econòmicament i ecològicament. El mateix es podria dir de qualsevol altra instal·lació d’autoconsum fotovoltaic, siga domèstica, institucional, industrial, etc.: si es té prou terrassa o sostre assolellats, la instal·lació fotovoltaica interessa econòmicament perquè estalvia molts diners, s’amortitza en pocs anys i després l’energia que genera durant molts anys resulta gratis totalment. I el seu impacte ambiental, sobre edifici ja construït, és pràcticament nul.

Això seria si ací tinguérem una llei d’autoconsum com la que tenen altres països, com Alemanya per exemple, que amb un 40% menys de sol ja té instal·lades 8 vegades més plaques fotovoltaiques que Espanya...

Finalment cal aclarir que els mòduls termosolars per a calfar aigua domèstica no patixen de cap impost al sol ni de traves burocràtiques i per tant poden substituir, fins i tot a Espanya, els cars i antiquats termos elèctrics. Amb l’electricitat que estalvien, els mòduls solars s’amortitzen en uns 5 anys i són absolutament recomanables per a tots aquells habitatges que disposen de 2 m2 de terrassa o sostre assolellats.

Som molt pobres en energies convencionals (petroli, gas natural, carbó i urani), fins i tot en hidràulica, i l’eòlica té impactes ambientals indesitjables, però en canvi som molt rics en energia solar, per què no l’aprofitem?

Subscriu-te al nostre butlletí per rebre les últimes novetats al teu correu.
next