Energía Solar

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Energía Solar

La energía solar es una fuente de energía natural proveniente del sol. Esta energía permite producir electricidad a partir de paneles fotovoltaicos o centrales termosolares. Es una energía limpia que no emite gases de efecto invernadero y es gratuita e inagotable.

Qué es

La energía solar es energía generada a través de la radiación electromagnética producida por el sol que luego es capturada y transformada en calor o electricidad utilizable. Se sitúa en la categoría de las energías renovables ya que se considera inagotable. También se dice que es energía 100% verde porque su producción no emite directamente CO2.

Gracias a esta energía, es posible producir electricidad cuando el calor es absorbido por paneles solares o centrales térmicas. Estas instalaciones captan los rayos producidos por el sol, luego convierten la energía del sol en electricidad. El principio es transformar la energía transportada por los fotones en la luz, en electricidad.

Cómo se produce

La temperatura del centro del Sol ronda los 15 millones de grados centígrados y, tras diversas reacciones químicas, este calor se transmite en parte a la superficie del Sol, cuya temperatura se estima en 6.000 grados centígrados.

El Sol emite una radiación compuesta por luz blanca, pero también ondas invisibles a simple vista como la infrarroja o la ultravioleta. Esta radiación se propaga en línea recta en todas las direcciones, atraviesa el vacío sin obstáculos e impacta en todos los cuerpos que encuentra. La fracción de esta radiación que llega al planeta Tierra se denomina “energía solar”.

Cómo funciona

Desde el uso de la energía solar concentrada con espejos en la antigüedad, muchos descubrimientos e inventos han avanzado en este campo. Las tecnologías utilizadas hoy en día para obtener energía solar están diseñadas para adaptarse a los estilos de vida y patrones de consumo de las sociedades modernas.

Tipos de tecnología

Existen tres tecnologías distintas para aprovechar la energía solar: térmica, fotovoltaica y termodinámica.

Energía solar térmica

Los sistemas de generación de energía solar térmica captan el calor de unos 4200 grados y concentran la luz solar para generar el calor que se necesita para producir electricidad. Todos los sistemas de producción de energía solar térmica están equipados con colectores de energía solar formados por dos elementos principales:

  1. Reflectores (espejos) que capturan y enfocan la luz solar en un receptor.
  2. Un sistema de almacenamiento de energía térmica que permite que el sistema de colector solar caliente un sistema de almacenamiento de energía durante el día. Luego, el calor del sistema de almacenamiento se usa para generar electricidad por la noche o en días nublados.

Funcionamiento

Los paneles solares térmicos contienen fluidos de transferencia de calor. Una vez calentados por el sol, los fluidos comienzan a calentar el depósito de agua caliente.

Subtipos

Hay cuatro tipos principales de sistemas de generación de energía termosolar concentrada:

  • Sistemas de enfoque lineal: consisten en largas filas de espejos planos o ligeramente curvos que se mueven independientemente sobre un eje. Los espejos reflejan el sol en receptores lineales fijos montados sobre ellos en torres.
  • Torres de generación de energía solar: implica una serie de helióstatos (espejos grandes con seguimiento de dos ejes) que concentran la luz solar en un receptor fijo en la parte superior de una torre.
  • Sistemas de plato: una tecnología emergente altamente eficiente en la que un plato con seguimiento de dos ejes enfoca la luz solar en un receptor puntual.
  • Sistemas de colectores parabólicos: la tecnología más extendida. Utiliza espejos parabólicos para seguir al sol de este a oeste.

Energía solar fotovoltaica

Una de  es a través de sistemas fotovoltaicos que generan electricidad directamente a partir de la luz solar.

Los paneles fotovoltaicos receptores se instalan en las cubiertas, con la mejor orientación al sol posible. El objetivo es que estén expuestos a los rayos del sol para recolectar fotones del sol y luego generar electricidad a partir de ellos.las formas más comunes de aprovechar la energía solar

Funcionamiento

La composición de los paneles solares por celdas de cilicio está diseñada de tal manera que la superposición de las capas, cargadas negativa o positivamente, produce una tensión eléctrica cuando un fotón las atraviesa. Un hilo conectado a un borne positivo y otro al borne negativo, un poco como una batería, permite aprovechar la energía así producida.

Cuando la radiación del sol entra en contacto con una de las caras de una celda fotoeléctrica , produce una diferencia de voltaje eléctrico entre las dos caras que hace que los electrones fluyan de una cara a la otra, generando así una corriente eléctrica .

Estos paneles solares se pueden instalar a escala doméstica en edificios y viviendas, así como a mayor escala en instalaciones de mayor tamaño.

Energía solar termodinámica

La energía solar termodinámica es un poco como la combinación de las dos técnicas mencionadas anteriormente. Primero se captura el calor, luego, en un segundo paso, se transforma en energía eléctrica.

Esta tecnología no está enfocada en el uso doméstico, se encuentra más en centrales eléctricas a gran escala. Estas plantas tienen la capacidad de concentrar la radiación solar a través de un sistema óptico, como los espejos para producir mucha más energía que un solo panel.

Funcionamiento

La energía solar termodinámica se produce a través de plantas de energía solar concentrada. Es un conjunto de espejos que contienen fluidos caloportadores, acoplados a un generador de energía solar.

Al igual que los paneles solares térmicos, los espejos transforman la energía recogida por los rayos del sol en calor. Este calor tiene una temperatura muy alta, mucho más alta que la temperatura a la que se recolectó y puede variar de 250 a 800 grados dependiendo de la técnica utilizada.

Este calor se convierte en electricidad por medio de un turboalternador.

Requisitos de instalación

Cualquier instalación solar requiere de tres elementos para asegurar la recuperación de los rayos transmitidos por el sol, para luego transformarlos en electricidad y distribuirlos:

  • Una instalación de paneles fotovoltaicos.
  • Un inversor para convertir la electricidad obtenida en corriente alterna.
  • Un contador utilizado para contar la cantidad de corriente así producida y distribuida.

Ventajas

  • Energía 100% inagotable, renovable y gratuita.
  • Reducción de la dependencia del petróleo y los combustibles fósiles.
  • Sin emisiones tóxicas o contaminantes al aire.
  • Excelente retorno de la inversión (ahorro en facturas de energía).
  • Instalados y mantenidos correctamente, los paneles solares pueden durar hasta 40 años.
  • La energía solar se puede utilizar para calentar agua, dar energía a hogares y edificios, e incluso a automóviles.
  • Las subvenciones del gobierno están disponibles para ayudar a cubrir los costos iniciales.
  • Una fuente de energía disponible y silenciosa.
  • Bajos costes de mantenimiento.
  • El calor se puede “almacenar” en un líquido caloportador y la planta puede continuar entregando corriente, incluso si el cielo está nublado o si está oscuro.
  • El costo de las instalaciones fotovoltaicas tiende a caer.

Desventajas

  • Energía intermitente (la producción solar es menor durante los meses de invierno).
  • Alta inversión inicial.
  • La producción de paneles solares tiene consecuencias para el medio ambiente.
  • Las instalaciones fotovoltaicas tienen un ciclo de vida limitado y rendimientos decrecientes en el tiempo.

Usos

La energía solar se puede utilizar de varias maneras. Según el tipo de radiación solar y la técnica utilizada, la energía solar puede producir directamente electricidad (solar fotovoltaica) y calor (solar térmica) a "baja temperatura" (< 100 °C para aplicaciones agrícolas y de vivienda) o a "alta temperatura". (> 100°C o incluso en forma de vapor para aplicaciones industriales, también transformado en electricidad).

  • Electricidad: este es probablemente el uso más extendido de la energía solar. Como sabes, gracias a los paneles solares, la energía del sol se transforma en electricidad. Esta electricidad se puede utilizar para alimentar una casa u otro tipo de edificio, así como para el alumbrado público, semáforos, etc.
  • Medios de transporte: en los medios de transporte que funcionan con electricidad, la electricidad producida a partir de la energía solar se puede utilizar como combustible.
  • Calefacción: en este caso se utiliza energía solar térmica. Así, la energía solar se puede utilizar para calentar habitaciones y evitar el uso de otros combustibles.
  • Riego artificial: se utilizan bombas de agua alimentadas por energía solar para regar los cultivos utilizando la energía generada por los paneles solares.

Aunque la forma de aprovechar la energía solar ha evolucionado enormemente en los últimos años, todavía existe un potencial impresionante. Cada día, la energía que emana del sol equivale a 15.000 veces el consumo total de energía del mundo.

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