Se están construyendo granjas solares en todo Wisconsin. ¿Cómo alimentan las casas?

Cada vez es más difícil pasar por alto el cambio en el paisaje rural de Wisconsin.

Intercalados con el aparentemente interminable mar de cultivos y graneros rojos del estado hay filas tras filas de paneles brillantes que producen energía para alimentar miles de hogares de Wisconsin.

Cinco enormes parques solares han entrado en funcionamiento desde 2020, cuando el primer sistema solar a gran escala de Wisconsin entró en funcionamiento en el condado de Manitowoc. En conjunto, la electricidad que producen puede alimentar a unos 130.000 hogares. Ese número se triplicará a finales del próximo año, cuando se hayan puesto en servicio otros 13 que ahora están en construcción.

Incluyendo los paneles solares propuestos o ya aprobados por la Comisión de Servicios Públicos del estado, la energía solar a escala de servicios públicos podrá abastecer en un futuro relativamente cercano a casi un tercio de los 2,8 millones de unidades de vivienda que, según estimaciones de la Oficina del Censo de EE. UU., se encuentran en Wisconsin. Y eso no incluye la explosión de instalaciones más pequeñas, desde tejados residenciales hasta parques solares comunitarios.

Aunque las granjas solares se están volviendo cada vez más comunes, puede ser difícil entender cómo convierten la energía del sol en electricidad para el hogar. A continuación se muestra paso a paso cómo funciona:

El sol, que arde a 27 millones de grados, desprende inmensas cantidades de energía. Podemos sentirlo en nuestra piel o en una carretera asfaltada en un caluroso día de verano.

Esa energía que llega en forma de luz está compuesta de fotones, pequeños paquetes de energía que por sí solos no tienen carga eléctrica. Pero ciertas sustancias son impactadas por la luz y sufren una reacción que libera electrones, lo que se conoce como energía fotovoltaica.

En un panel solar, esa sustancia es un conjunto interconectado de obleas a base de silicona que tienen un lado positivo y un lado negativo. Eso permite que los electrones fluyan, creando una corriente eléctrica.

La cantidad de celdas que hay en cada panel puede variar según sus dimensiones y si tiene celdas en ambos lados. Los paneles de dos caras o bifaciales pueden capturar la energía luminosa que se refleja en el suelo.

La electricidad producida por un panel solar es electricidad de corriente continua, el mismo tipo de electricidad que se obtiene de una batería. Pero eso no es lo que alimenta nuestros hogares, escuelas y lugares de trabajo. Eso significa que la corriente necesita pasar por varias transformaciones antes de convertirse en la energía de corriente alterna, o CA, que llega a nuestros hogares.

Las filas de paneles solares están conectadas mediante cables de cadena, cables que corren a lo largo de una fila de paneles solares y luego se alimentan a una caja combinadora, donde se recolecta la energía y luego se envía al siguiente paso, un inversor.

Steve Greidanus, director de ingeniería de generación de Alliant Energy, utiliza una comparación con un árbol. Cada panel, dijo, es como una hoja que recoge la energía del sol. Los cables de cadena unen la energía creada por cada panel, de manera similar a cómo las ramas recolectan energía para un árbol.

Bienvenido al inversor, un dispositivo que el Departamento de Energía de EE. UU. llama "uno de los equipos más importantes en un sistema de energía solar".

Aquí es donde la electricidad ahora combinada se convierte en corriente alterna, el tipo de electricidad que utilizamos en nuestros hogares.

Los grandes parques solares utilizan múltiples inversores para recolectar energía de los cables de cadena, convertirla en corriente alterna de bajo voltaje y luego enviarla por la línea a través de cables subterráneos hasta el siguiente paso, donde se combina toda esa energía.

La combinación de fuentes de energía ocurre en subestaciones, el último paso in situ antes de pasar a la red eléctrica.

También es donde la energía de CA que fluye desde los inversores es impulsada por transformadores a un voltaje más alto para igualar el de la línea de transmisión cercana que conecta el parque solar a la red eléctrica.

Este es un paso adicional en comparación con lo que sucede con los paneles solares en los tejados, donde un inversor convierte la energía de la batería en una corriente alterna que coincide con la energía que pasa por el medidor eléctrico.

Algunos proyectos solares pueden vincularse a una subestación existente, pero los grandes desarrollos generalmente requieren la construcción de una nueva subestación, dijo Eric Udelhofen, vicepresidente de desarrollo de OneEnergy Renewables en Madison.

A los expertos de la industria les gusta comparar la red eléctrica con un sistema de carreteras compuesto por una red interconectada diseñada para transportar diferentes cantidades de tráfico.

Se pueden conectar paneles solares más pequeños a redes eléctricas locales, similares a las carreteras principales de un condado, pero cuando se trata de grandes parques solares, los electrones son empujados a la "interestatal" eléctrica, una red de líneas de alto voltaje que mueven la electricidad a través del región, dijo Tom Dagenais, director de planificación de sistemas de American Transmission Corp, con sede en Pewaukee.

La ubicación de estas líneas de alto voltaje juega un papel importante a la hora de determinar dónde se construyen los parques solares.

Antes de que la electricidad llegue a su hogar, fluye a través de otra subestación que reduce el voltaje a los niveles más bajos y seguros que se usan en hogares y negocios.

Si alguien se suscribe al proyecto de energía solar de una empresa de servicios públicos, está pagando por la generación de energía, pero no por la electricidad que produce.

Debido a que está mezclada con todas las demás fuentes de energía que alimentan la red, no hay forma de saber dónde o cómo se produjo la electricidad que llega a su hogar.

Dagenais utiliza una analogía con la piscina para explicarlo.

"Es como usar una manguera de jardín para llenar una piscina para niños y luego llueve", dijo. "Una vez que el agua está en la piscina, no hay forma de separarla según su procedencia".