La mayor parte de Sudáfrica reúne excelentes condiciones para la energía solar, según escribe un profesor de física.
Sin embargo, el despliegue de las instalaciones necesarias ha sido lento en esta región.
En Sudáfrica se están desarrollando varias iniciativas nuevas para mejorar la infraestructura de energía solar; se espera que esta tendencia continúe.
El sur de África se asocia popularmente con el sol. ¿Hace eso que la región sea excepcionalmente apta para la generación de energía solar?
Con la escasez de electricidad que afecta a todas las partes del subcontinente, una fuente de energía abundante que se está volviendo cada vez más asequible para aprovechar parece una solución ideal. Sin embargo, el despliegue de las instalaciones de generación de energía solar ha sido muy lento en la región.
La mayoría de los desarrollos de energía solar del subcontinente se han producido en Sudáfrica. Pero incluso en el país, las granjas solares representan solo el 2,5 % de la electricidad total generada. Compárese con algunos países europeos que no tienen abundante sol, como Alemania, donde la participación de la energía solar en la electricidad total generada superó el 10 % el año pasado.
Entonces, ¿el sur de África, y en particular su interior seco, está realmente entre los mejores lugares del mundo para la generación de energía solar, como se afirma con frecuencia?
Aprovechamiento de la energía solar
La luz solar es, en última instancia, un flujo de fotones. Piense en los fotones como pequeñas flechas, cada una de las cuales transporta una pequeña cantidad cuántica de energía. Al incidir sobre un panel solar u otro dispositivo solar, el fotón se aniquila y una fracción de su energía se convierte en calor o electricidad.
Para maximizar la energía captada por el dispositivo solar, se intenta interceptar la mayor cantidad posible de fotones. Para lograrlo, se coloca el panel de manera que bloquee la trayectoria de la mayor cantidad posible de fotones. Esto ocurre cuando el panel mira directamente al sol.
Un panel colocado plano sobre el suelo maximiza, por tanto, la captación de fotones cuando el sol está directamente en el cenit. Al mediodía, el sol está más cerca del cenit en los trópicos, por lo que estas latitudes también suelen tener el clima más cálido.
Clima
Existe una idea errónea generalizada de que las zonas más calurosas son también las más adecuadas para la generación de energía solar. Pero las regiones tropicales suelen tener también mucha nubosidad. Las zonas costeras tienden a ser más propensas a las nubes, por lo que algunas de las ciudades más cálidas del sur de África, como Durban (eThekwini) en Sudáfrica o Maputo en Mozambique, no son los mejores emplazamientos solares.
En los bordes norte y sur de los trópicos encontramos regiones con algunos de los climas más secos, lo que normalmente implica menos nubosidad. En el sur de África, estas regiones áridas son el Namib, el Kgalagadi y los desiertos (semi)desérticos del Karoo y las zonas adyacentes. Allí, el sol está casi en el cenit alrededor del mediodía en verano. Los dispositivos solares de estas zonas pueden captar más energía en invierno si se inclinan ligeramente hacia el ecuador.
En el sur de África, los paneles solares suelen funcionar mejor si se inclinan entre 20 y 30 grados hacia el norte, lo que significa que miran directamente al sol de mediodía durante los equinoccios de marzo y septiembre. Esos ángulos también coinciden estrechamente con los ángulos de inclinación de un tejado doméstico típico, por lo que los paneles solares colocados planos sobre un tejado orientado al norte suelen estar ya en su inclinación óptima.
Atmósfera
A diferencia de muchas de las regiones áridas del mundo, como el Sáhara y partes de Asia central, las zonas secas del sur de África registran niveles comparativamente bajos de polvo. Un resultado es una buena visibilidad a larga distancia: la luz puede desplazarse libremente por la atmósfera.
El polvo, el humo y la neblina en la atmósfera bloquean parte de la luz solar, al igual que las nubes. Aunque algunas de estas condiciones se producen durante períodos limitados, la atmósfera sobre el sur de África presenta, en general, concentraciones de aerosoles más bajas que en muchas otras partes del planeta.
Esto se debe en parte a los grandes océanos que rodean la región por tres lados, lo que limita la llegada de contaminantes atmosféricos procedentes de otros continentes.
Gran altitud
No solo los contaminantes del aire bloquean la luz, sino también, en menor medida, el propio aire limpio. Alrededor del 20 % de los fotones entrantes procedentes del haz vertical del sol que podrían ser aprovechados por los paneles solares no llegan hasta el suelo. El porcentaje aumenta aún más a medida que el sol se acerca al horizonte, cuando los fotones recorren un camino más largo a través de la atmósfera.
Esta es otra razón por la que las latitudes más cercanas a los polos son cada vez menos adecuadas para la generación de energía solar. El sol nunca se acerca allí a un punto situado verticalmente por encima. Sin embargo, en el sur de África, con latitudes comprendidas entre aproximadamente 15 y 35 grados sur, el sol está, de media, más cerca del cenit. Esto hace posibles mayores rendimientos de energía solar.
Otra ventaja es que gran parte del sur de África se encuentra en una meseta entre 1000 y 2000 metros sobre el nivel del mar. Por ejemplo, a 1750 m sobre el nivel del mar, la ciudad de Johannesburgo tiene aproximadamente un 15 % menos de atmósfera por encima que una ubicación costera. Esto significa que, incluso en las condiciones de cielo más despejado, los emplazamientos de la meseta reciben ligeramente más fotones solares que los emplazamientos costeros.
¿El sur de África, un punto caliente solar?
Todos estos factores crean excelentes condiciones para la generación de energía solar en gran parte del sur de África. Incluso las ubicaciones costeras, propensas a las nubes, tienen suficiente luz solar para igualar a la mayoría de los emplazamientos de generación de energía solar de los países industrializados del hemisferio norte. Y el interior occidental, con su cobertura nubosa extremadamente baja, su gran altitud y sus bajas concentraciones de aerosoles, ofrece algunas de las mejores condiciones del mundo para la energía solar.
Los países del sur de África han tardado en adoptar la energía solar. Hace diez años, el coste seguía siendo prohibitivo, pero ya no lo es. Muchas nuevas iniciativas están surgiendo en prácticamente todas las partes de la región. Es una tendencia que está destinada a continuar y a intensificarse aún más.
