martes, 13 de septiembre de 2022

Unas cuentas sencillas (de proporcionalidad) acerca del abastecimiento de energía eléctrica a partir de la luz del Sol

El consumo anual de energía se estima en $1,5\times 10^{12}\,\text{kWh}$. En la actualidad, una instalación fotovoltaica de $1\,\text{m}^2$ de superficie puede producir anualmente $300\,\text{kWh}$. ¿Qué superficie de paneles fotovoltaicos seria necesaria para cubrir la demanda energética en España?.

Con una sencilla proporción directa, llegamos a una conclusión esclarecedora: $$\dfrac{1,5\times 10^{12}\,\text{kWh}}{300\,\text{kWh}/\text{m}^2}=5\times 10^9\,\text{m}^2\cdot \dfrac{1\,\text{km}^2}{10^6\,\text{m}^2}=5\,000\,\text{km}^2$$

Esta superficie requerida para instalar el conjunto de paneles es una pequeña parte de la superficie del territorio, gran parte del cual está despoblado. En efecto, España tiene una superficie de $505\,990\,\text{km}^2$, luego el porcentaje de territorio que se necesitaria para la instalación es $\dfrac{5\,000\,\text{km}^2}{505\,990\,\text{km}^2} \approx 0,01 = 1\,\%$. $\diamond$

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Nota: Un kilovatio hora (cantidad de energía) representa $1\,\text{kW}$ (kilovatio) de potencia mantenida durante $1$ hora; luego, recordando que $1\,\text{W}=1\,\dfrac{\text{J}}{\text{s}}$, con un sencillo cálculo vemos que $1\,\text{kWh}$ equivale a $3,6\times 10^6\,\text{J}$ (julios), que es la unidad de energía en el Sistema Internacional.

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Referencias:
  [1] Antonio Ruiz de Elvira, El debate de la energía, las nucleares y las solares, Madri+d, 20022.
  [2] vv.aa., Wikipedia (consultas varias: unidades de energía; superficie del territorio).