Los avances en la tecnología de semiconductores ayudan a respaldar una nueva era de energía renovable; sin embargo, estas fuentes no vienen sin sus beneficios y limitaciones.
En vista de los recientes eventos a nivel mundial y de los aumentos casi sin precedentes en los costos de la energía, los consumidores y las empresas del sector buscan fuentes de energía renovable como la forma de alimentar energía a sus casas y empresas. Con la aceleración del cambio climático, el ímpetu de ampliar el uso de fuentes de energía limpia nunca ha sido parte tan importante del enfoque.
Si bien, los avances en la energía renovable y las fuentes de energía renovable han sido significativos en años recientes, aún existen ventajas y desventajas del uso de varias fuentes de energía renovable. En este artículo analizaremos la energía renovable, las fuentes comunes de energía renovable (y sus ventajas y desventajas) y destacaremos las maneras en que los fabricantes de semiconductores respaldan esta industria en crecimiento.
¿Qué es la energía renovable?
Antes de que analicemos las ventajas y desventajas, comencemos con una definición base de lo que significa energía renovable. De manera bastante simple, la energía renovable es energía que se extrae de una fuente que no se agota mientras se usa. Por ejemplo, la energía eólica o solar: extraerla no agotaría la fuente. En el extremo opuesto del espectro se encuentran las fuentes de energía finitas, como los combustibles fósiles. Cuando la fuente de energía se renueva más rápido de lo que se agota, entonces se puede considerar renovable; en esencia, nunca se agota.
La energía renovable se expande más rápido que nunca. De hecho, un informe de la AIE indica que para 2026 la capacidad de energía renovable a nivel mundial habrá aumentado en más de 60 % de sus niveles de 2020. Además, las fuentes de energía renovable representarán casi el 95 % del aumento en la capacidad energética mundial en el mismo período de tiempo. Estos cambios son exponenciales, y la cantidad de capacidad renovable desde 2021 a 2026 es mayor en 50 % que durante los cinco años anteriores.
Fuentes de energía renovable: ventajas y desventajas
A medida que la energía renovable crece en popularidad y enfoque, hay varias fuentes de energía renovable en el panorama que obtienen cada vez más atención. Si bien algunas de estas fuentes tienen un potencial significativo en los sectores privado y público como fuentes viables de energía renovable, cada una tiene sus ventajas y desventajas.
En primer lugar, consideremos la biomasa. Biomasa son materiales que provienen de plantas, árboles u otros materiales orgánicos, y se pueden quemar para producir energía. Las ventajas y desventajas son claras: tanto como podamos cultivarlos, los podemos usar. Estos materiales se pueden producir muy rápido y están en tal abundancia que, con estrategias de propiedades, se pueden usar sin interrupción. Sin embargo, siempre que se queme biomasa también se crea contaminación que queda en el aire. Incluso con sistemas avanzados de filtrado y escape, habrá contaminación ambiental a partir del uso de biomasa y la adopción a gran escala significaría que esta contaminación sería significativa.
La energía solar se encuentra en la mitad de un gran aumento en popularidad, especialmente entre los consumidores domiciliarios que enfrentan cada vez mayores costos de energía. La energía solar simplemente usa celdas para aprovechar la energía del sol y la convierte en corriente CA para su uso. Con los avances en la tecnología de baterías y energía, los costos de la energía solar han bajado una enormidad. Las ventajas y desventajas de esta fuente de energía renovable están claras; por un lado, la luz del sol es ilimitada y no se genera contaminación a partir de esta fuente de energía renovable. Sin embargo, la producción de energía baja a cero en la noche y a casi cero durante días nublados o períodos con poca luz. La energía solar también requiere de grandes instalaciones para generar cantidades significativas de energía y esto puede conducir a mayores gastos.
La energía hidroeléctrica aprovecha la energía que crean los caudales de agua: ya sea por medio de una represa hidroeléctrica en un embalse, el caudal de un río o la subida y bajada de la marea. Las ventajas de la energía hidroeléctrica son que es una fuente de energía muy potente y una fuente de energía renovable muy limpia. Sin embargo, las desventajas de la energía hidroeléctrica son que está restringida a áreas donde haya agua y la construcción de represas o instalaciones hidroeléctricas puede generar un impacto en el medio ambiente. Además, como lo observamos en lugares como el sur oeste de EE. UU., la sequía y la disminución de los niveles de agua en embalses y ríos pueden provocar graves problemas con la energía hidroeléctrica.
Por último, consideremos al viento como fuente de energía renovable. El viento es una excelente fuente de energía debido a que no produce contaminación, su relativo bajo costo y su bajo nivel de mantenimiento. Sin embargo, las turbinas de viento tienen sus desventajas. Muchas personas encuentran que las torres obstruyen e interrumpen el paisaje natural, y que pueden dañar la vida silvestre. Pero lo más importante es que cuando no hay viento, no hay energía.
Fuentes de energía renovable y la industria de semiconductores
A medida que las fuentes de energía renovable crecen en popularidad e inversión, la industria de semiconductores está en apogeo para satisfacer la demanda de esta creciente industria. Uno de los primeros impulsores del cambio que permite una nueva generación de tecnología energética es la proliferación de materiales de banda ancha prohibida, como el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN), y su uso en productos energéticos para fuentes de energía renovable. Con niveles de eficiencia muy altos, estos materiales semiconductores ofrecen baja pérdida, lo que ayuda a aumentar la eficacia de los sistemas de energía renovable.
Algunos fabricantes, como Omron, crean productos diseñados específicamente para permitir el funcionamiento de sistemas de energía renovable de nueva generación. El G9KB de Omron, por ejemplo, es un relé de potencia para PCB que proporciona conmutación bidireccional de CC y que está diseñado con sistemas de energía renovable a escala doméstica en mente. Otros avances en una variedad de componentes energéticos, entre los que se encuentran resistores, capacitores, transistores y transformadores, cambiarán el juego en cuanto a la manera en que los ingenieros energéticos puedan desarrollar los sistemas que sean compatibles con fuentes de energía renovable.
