Dado que los costes de los servicios públicos son una de las pocas áreas del presupuesto de una escuela que no pueden recortarse sin afectar negativamente a la experiencia de los estudiantes, un número creciente de administradores están explorando los beneficios de la energía solar para las escuelas.
Las instalaciones escolares son excelentes candidatos para la conversión solar, en particular los grandes campus repartidos en una amplia zona geográfica. Para las escuelas, los paneles solares pueden compensar fácilmente las facturas mensuales de los servicios públicos. Con una instalación más grande, puede incluso ser posible cambiar a una energía 100% renovable. Además, la energía solar en las escuelas presenta una gran oportunidad de enseñanza que puede enriquecer el contenido de las aulas con ejemplos del mundo real de los beneficios de la energía renovable.
Las escuelas tienen una ventaja única cuando se trata de la energía solar debido a la estructura de sus instalaciones. La mayoría de los edificios escolares de Estados Unidos tienen tejados grandes y planos que son ideales para los sistemas solares fotovoltaicos o térmicos. Además, estas instalaciones suelen contar con aparcamientos escolares a los que se podría dar un uso productivo instalando marquesinas solares fotovoltaicas que aprovechen la energía del sol y ofrezcan la ventaja añadida de dar sombra a los vehículos aparcados en los días soleados.
De la misma manera, los colegios que cuentan con terrenos vacíos como parte de su campus pueden crear modestos parques solares fotovoltaicos para maximizar aún más su producción energética. La oportunidad de aprovechar al máximo los espacios infrautilizados mientras se ahorra dinero no da a los administradores ninguna razón para no considerar la energía solar para sus necesidades energéticas.
¿Cuánta energía utiliza una escuela?
El Departamento de Energía informa de que los contribuyentes gastan 6.000 millones de dólares en costes de energía para las escuelas K-12 cada año. Esto es más de lo que se gasta en libros de texto y ordenadores juntos, y es el segundo gasto más alto después de los salarios.
Debido a la ineficiencia de los sistemas actuales, los costes de energía de las escuelas se estiman en un 25% más de lo que realmente es necesario para el funcionamiento diario. Según SchoolEnergySaving.com, el edificio escolar medio de Estados Unidos tiene 42 años. Estos edificios envejecidos no se diseñaron teniendo en cuenta la población estudiantil actual. La tecnología moderna ha aumentado significativamente las cargas energéticas que debe satisfacer una escuela.
El uso de energía en las escuelas se divide de la siguiente manera:
- Iluminación: 26%
- Enfriamiento: 26%
- Equipos de oficina: 20%
- Otra energía: 10%
- Ventilación: 7%
- Calentamiento del espacio: 5%
- Regulación: 4%
- Cocina: 1%
- Calentamiento de agua: 1%
La energía solar proporciona una forma más eficiente para que las escuelas satisfagan sus necesidades energéticas. Un solo panel solar de silicio produce tanta energía a lo largo de su vida útil, de 30 a 40 años, como una barra de combustible nuclear. La eficiencia en la generación de energía supone un ahorro de costes, así como importantes beneficios ecológicos. Por cada 1 kW/hora de energía solar que se produce, se evitan 300 libras de carbono en la atmósfera.
El papel de Arizona en el auge de las energías renovables
El desarrollo de la tecnología de la energía solar en Estados Unidos se puso en marcha durante el Embargo del Petróleo de la década de 1970. Cuando los precios del petróleo se dispararon, la gente se interesó más por alternativas asequibles.
Arizona siempre ha sido líder en energía solar, gracias al clima soleado del estado. De hecho, la ex gobernadora Janet Napolitano dijo una vez que consideraba que Arizona tenía el potencial de convertirse en el Golfo Pérsico de la energía solar.
El primer campo solar a gran escala de Arizona se inauguró en Flagstaff en 1997, seguido en rápida sucesión por proyectos solares similares en todo el estado. La Comisión de la Corporación de Arizona (ACC) estableció el Estándar de Energía Renovable (RES) en 2007 para fijar un ambicioso objetivo de porcentaje de ventas de energía al por menor procedente de fuentes de energía renovables. Para 2025, la norma exige un 15% de energía renovable con un 4,5% de generación distribuida a partir de fuentes renovables.
Según la Asociación de Industrias de la Energía Solar, Arizona ocupa el puesto número 3 en capacidad solar fotovoltaica instalada en escuelas K-12, con 66.288 kW. Arizona también es #4 en instalaciones solares fotovoltaicas en escuelas K-12, con 226 escuelas que utilizan la energía solar como fuente de energía. Se estima que el 99,1% de las escuelas que no utilizan actualmente la energía solar como fuente de energía podrían ahorrar dinero si hicieran el cambio.
Energía renovable para las escuelas como medida de ahorro
La razón principal por la que las escuelas están cada vez más interesadas en el uso de la energía solar para satisfacer sus necesidades energéticas es el deseo de ahorrar dinero. La cantidad de dinero que una escuela individual puede ahorrar con un cambio a la energía solar variará dependiendo de factores como la ubicación, las demandas actuales de energía y el tipo de sistema de energía solar instalado. Sin embargo, los colegios de todo el país informan de que el ahorro ha sido suficiente para proteger los puestos de enseñanza en medio de los recortes presupuestarios, actualizar la tecnología y ampliar las oportunidades extracurriculares para los estudiantes a pesar de la disminución de los ingresos fiscales. Cuando cada céntimo cuenta, la energía solar facilita el equilibrio presupuestario.
En Brighter Future: A Study on Solar in U.S. Schools Report, la Asociación de Industrias de la Energía Solar afirma que hay 3.752 escuelas K-12 en Estados Unidos con instalaciones solares. La electricidad generada anualmente por estos sistemas representa un valor combinado de 77,8 millones de dólares. Este valor combinado es suficiente para pagar los sueldos de casi 2.200 nuevos profesores o 155.000 tabletas para las aulas.
En un artículo de 2012 publicado en The Wall Street Journal, el superintendente del distrito escolar unificado de Scottsdale, en las afueras de Phoenix, informó de que la escuela se había pasado a la energía solar porque los servicios públicos eran la única área del presupuesto que podía recortarse. En dos años, el presupuesto se redujo en 20 millones de dólares y el 90% se destinó al personal, el 6% a la energía y el 4% a los suministros. Con el ahorro que supuso el cambio a la energía solar, pudieron reincorporar a seis profesores que habían sido despedidos debido a los recortes presupuestarios.
Otro importante beneficio económico del cambio a la energía solar es el precio fiable y constante de la energía. El precio de la energía convencional es vulnerable a las fluctuaciones del mercado que dificultan la estimación de los gastos de un año a otro, pero la energía solar garantiza una factura mensual predecible. La estabilidad en el precio de la energía da a los distritos con problemas de liquidez la confianza que necesitan para invertir en proporcionar la mejor educación posible a sus alumnos.
Oportunidades educativas asociadas al uso de la energía solar
Aunque el ahorro de costes es a menudo lo que impulsa a los administradores a estudiar el uso de la energía solar, los colegios están descubriendo que los sistemas proporcionan una oportunidad educativa única para los alumnos. Es bien sabido que los estudiantes de Estados Unidos rinden por debajo del nivel académico de otros países desarrollados. Un informe de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos descubrió que los estudiantes estadounidenses tienen especial dificultad para traducir situaciones de la vida real en términos matemáticos e interpretar los aspectos matemáticos de los problemas del mundo real.
Dado que los paneles solares son una adición muy visible a una escuela, proporcionan un punto de partida ideal para mostrar a los estudiantes cómo sus estudios se aplican a la vida cotidiana. He aquí algunos ejemplos generales de cómo los sistemas de energía solar pueden incorporarse a las clases de alumnos de todas las edades:
- Los alumnos pueden utilizar los datos de rendimiento del sistema para calcular cuánta electricidad se está produciendo y cuánto dinero está ahorrando su colegio.
- Se pueden desarrollar las habilidades de resolución de problemas investigando cuestiones como la forma en que los ángulos de inclinación y la orientación del sistema afectan a la producción de energía.
- Los proyectos de investigación pueden explorar temas como la física de la energía solar en comparación con las fuentes de energía tradicionales.
- Los estudiantes pueden aprovechar lo que han aprendido sobre la energía solar para llevar a cabo una auditoría energética de una organización local sin ánimo de lucro, utilizando los datos de rendimiento de su escuela para hacer recomendaciones de ahorro para la organización sin ánimo de lucro.
SunPower, líder en innovación solar global desde 1985, también ofrece el programa Horizons de SunPower para proporcionar oportunidades a los estudiantes de los grados K-12, así como a determinadas especialidades STEM post-secundarias. El programa Horizons incluye donaciones de paneles SunPower para su uso en las aulas, mentores e instructores invitados de SunPower, y planes de lecciones desarrollados por profesionales que cubren varios temas relacionados con la energía solar y la eficiencia energética. Las escuelas también pueden optar por aprovechar las oportunidades de campo, como las prácticas y el aprendizaje de servicio, así como las oportunidades de desarrollo profesional para los educadores.
Además de mejorar la educación, los paneles solares en las escuelas pueden motivar a los estudiantes a explorar un nuevo campo profesional que de otro modo no habrían considerado. El término «empleos verdes» se refiere a puestos especializados en el uso de diseños y tecnologías respetuosos con el medio ambiente para mejorar la sostenibilidad y promover la conservación de los recursos naturales de nuestro planeta.
La Asociación de Industrias de la Energía Solar afirma que la creciente demanda de energía solar añadirá cientos de miles de empleos verdes en áreas como la investigación, el desarrollo, la construcción, la fabricación, el marketing y las ventas. Las escuelas que incorporan lecciones sobre energía solar en sus planes de estudio dan a los estudiantes una ventaja cuando deciden seguir este tipo de oportunidades profesionales.
Modelando la administración ambiental para los estudiantes
La Agencia de Protección Ambiental (EPA) informa que la electricidad es responsable de más de un tercio de las emisiones de gases de efecto invernadero en los Estados Unidos. Aunque reciclar, compartir el coche y evitar el uso de productos desechables son pequeños pasos para ayudar al medio ambiente, pasarse a la energía solar es la forma más fácil de marcar una verdadera diferencia en el futuro de la Tierra.
ThinkProgress afirma que si cada escuela de Estados Unidos aprovechara al máximo su potencial solar, añadiríamos 5,4 gigavatios a la capacidad solar actual del país, que es de algo más de 16 gigavatios. Esto es suficiente para satisfacer las necesidades energéticas de un millón de hogares. En términos de reducción de las emisiones de carbono, sería el mismo beneficio que retirar un millón de vehículos de pasajeros de la carretera.
Los profesores y administradores a menudo sirven como modelos para los estudiantes, especialmente en los distritos de bajos ingresos donde los estudiantes carecen de estructuras de apoyo familiar estables. La instalación de un sistema de energía solar demuestra un compromiso con el cuidado del medio ambiente que los estudiantes tratarán de emular en sus propias vidas.
Los beneficios de las relaciones públicas del cambio a la energía solar
Producir su propia electricidad a través de la energía solar ha demostrado proporcionar excelentes beneficios de relaciones públicas para las escuelas y las empresas privadas por igual. Hay un interés creciente entre el público en general por implicarse personalmente en la salvación del planeta. Una escuela que utilice energía solar será un motivo de orgullo para los estudiantes, los padres y los miembros de la comunidad.
En un reportaje sobre la creciente popularidad de los sistemas solares en las escuelas de Arizona, la emisora 91.5 KJZZ destacó la escuela secundaria Desert Mountain de Scottsdale. Este centro utiliza un aparcamiento cubierto con paneles solares para generar aproximadamente 1/5 de sus necesidades energéticas. Los administradores informan de que los estudiantes están tan entusiasmados por ser una escuela «verde» como por tener un aparcamiento cubierto para sus vehículos cuando suben las temperaturas. La escuela secundaria Madison No. 1, en el centro de Phoenix, ha visto un eco positivo similar de sus paneles solares, con un patio sombreado por paneles que se ha convertido en un lugar en el que los estudiantes quieren pasar el rato.
Uso de la energía solar para mejorar la respuesta a las emergencias
Una ventaja de la energía solar que a menudo se pasa por alto es la capacidad de generar energía cuando las condiciones de emergencia impiden el acceso a la red eléctrica. Disponer de una fuente de energía fiable en caso de emergencia resulta crucial si una escuela también sirve como centro de evacuación de la comunidad.
Por ejemplo, durante la supertormenta Sandy de 2012, la Midtown Community School de Bayonne (Nueva Jersey) utilizó su sistema de energía solar para mantener a los residentes a salvo. Su sistema de energía solar se diseñó para suministrar energía a los sistemas de emergencia de la escuela tan pronto como se cayera la red, reduciendo así la carga de trabajo del generador diésel y estirando su limitado suministro de combustible.
Pago de los sistemas de energía solar
Esencialmente, las escuelas tienen dos opciones disponibles para financiar su compra: propiedad directa o propiedad de terceros. Para maximizar el ahorro potencial, cada opción debe ser explorada completamente antes de tomar una decisión final.
Los modelos de propiedad directa dan a la escuela el control total de la instalación del sistema solar. Este método proporciona a las escuelas un ahorro inmediato en sus facturas de servicios públicos. Las escuelas pueden pagar la compra a través de la recaudación de fondos, donantes privados o subvenciones estatales y otros incentivos. Además, dado que la instalación de paneles solares se considera un proyecto de mejora de capital, la propiedad directa ofrece una oportunidad poco frecuente de obtener ahorros en los fondos generales a través de un proyecto de capital.
Dado que las escuelas no pagan impuestos, no pueden optar a los importantes créditos fiscales asociados a la instalación de sistemas solares. Estos créditos pueden reducir el coste del sistema hasta un 50%. La propiedad directa de los paneles solares también puede ser difícil de gestionar para las escuelas que no tienen grandes reservas de efectivo o un fuerte apoyo de la comunidad para el proyecto.
La propiedad de terceros del sistema implica que la instalación sea propiedad o esté operada por otra entidad. La escuela paga al propietario por la electricidad producida por los paneles, a menudo pagando una tarifa más baja que los precios actuales de los servicios públicos. Los colegios pueden suscribir un acuerdo de compra de energía (PPA) con una empresa nacional o hacer que la comunidad forme una entidad de terceros para que sea la propietaria del sistema en nombre del colegio. Un PPA de propiedad comunitaria permite a las partes interesadas obtener un modesto rendimiento de su inversión y aprovechar al máximo los incentivos fiscales disponibles.
La propiedad de terceros es perfecta para los colegios que no pueden permitirse la inversión inicial en los paneles, pero incluso los colegios sin problemas presupuestarios suelen encontrar esta opción atractiva debido a los créditos fiscales que conlleva. Sidwell Friends, el colegio privado de Washington D.C. al que asisten las hijas del presidente Barack Obama, utilizó un PPA de propiedad comunitaria para la instalación de su sistema solar.
Tipos de soluciones solares para colegios
Dependiendo de la naturaleza de sus instalaciones, los administradores de colegios que estén interesados en utilizar energía renovable en sus instalaciones tienen múltiples opciones de energía solar que considerar. Por ejemplo:
- Instalación solar en el tejado. Esta es la opción más común que seleccionan las escuelas debido a la facilidad de montaje de los paneles en un techo plano. Estos paneles también son económicos y requieren un mantenimiento mínimo.
- Marquesina solar para aparcamientos. Otra opción popular para las escuelas, este método de paneles solares maximiza la producción de energía a la vez que ofrece al personal y a los estudiantes cómodos espacios de aparcamiento cubiertos.
- Instalación solar de montaje en poste. Los paneles solares de montaje en poste se utilizan con mayor frecuencia en situaciones en las que una instalación no tiene suficiente espacio disponible en el tejado o los paneles de montaje en el tejado no son prácticos, y maximizan la exposición a la luz solar. Sin embargo, requieren una gran superficie de terreno abierto.
- Instalación solar en el suelo. Una instalación con grandes extensiones de terreno abierto que reciben una fuerte exposición al sol durante la mayor parte del día podría elegir paneles de montaje en suelo. Estos paneles pueden generar potencialmente más energía que un sistema montado exclusivamente en el tejado, especialmente si incluyen un sistema de seguimiento opcional diseñado para maximizar la generación de energía a lo largo del día.
- Sistemas FV integrados en el edificio. Una escuela que planea remodelar o ampliar puede optar por utilizar sistemas fotovoltaicos integrados en el edificio para disfrutar de los beneficios de la energía solar de forma discreta.
- Toldos solares. Si su instalación cuenta con toldos en zonas con alta exposición a la luz solar, se pueden añadir paneles para generar energía solar.
- Instalación de cobertizos solares. Las casetas de autobús y otras instalaciones independientes pueden generar energía solar, si es necesario. Esta opción ofrece todas las ventajas de los paneles montados en el tejado sin necesidad de modificar la zona del aula principal.
- Instalación de refugios solares. Una fuente alternativa de energía solar, estos refugios producen energía de forma asequible a la vez que ofrecen un espacio cubierto para patios de recreo, instalaciones deportivas y otros espacios exteriores del campus.
Dado que un sistema de energía solar depende de la luz solar, produce menos energía durante las horas de la tarde y en días nublados. Por esta razón, la mayoría de las escuelas permanecen conectadas a la red de suministro eléctrico para poder obtener energía de reserva cuando sea necesario y evitar así cualquier interrupción del servicio.
Si el sistema de paneles solares genera un exceso de energía, esta energía restante se vende de nuevo a la red y se utiliza para suministrar energía a otras empresas u hogares de la zona. La escuela recibe un crédito en su factura de servicios como compensación.
Sistemas solares SunPower
Empire Renewable Energy se especializa en proporcionar soluciones solares SunPower a clientes comerciales y residenciales en todo el suroeste. SunPower es un líder en la industria de la energía solar, habiendo producido suficientes células solares en los últimos 30 años para dar tres vueltas a la Tierra. La empresa cuenta con más de 500 patentes y se centra continuamente en crear formas innovadoras de hacer que la energía renovable sea más accesible para el público.
Las células solares de SunPower convierten más luz solar en electricidad que cualquier otra tecnología solar y ofrecen un rendimiento superior en condiciones de poca luz. Este proceso de alta eficiencia significa que los consumidores necesitan menos paneles y menos espacio en el tejado para satisfacer sus necesidades de energía. Con SunPower, incluso las escuelas pequeñas pueden reducir su factura eléctrica.
Con cualquier sistema de energía solar, la durabilidad es una preocupación primordial. Los sistemas de SunPower han sido calificados como los más duraderos en las pruebas realizadas por terceros, con la garantía de que pueden soportar el granizo, las temperaturas extremas y los vientos huracanados. Cada panel SunPower también cuenta con una garantía combinada de potencia y producto de 25 años, lo que le permite comprar con total confianza.
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