Energía solar: todo lo que necesita saber

La energía solar consiste en una alternativa energética renovable, que se obtiene mediante el aprovechamiento de la radiación electromagnética que proviene del sol. Esta radiación se ha utilizado desde hace mucho tiempo por parte del ser humano desde tiempos antiguos.

Todas las tecnologías responsables del aprovechamiento de esta energía, han evolucionado al punto que en la actualidad se puede seguir obteniendo beneficios del sol. Tenemos ejemplos como las células fotoeléctricas, colectores solares y heliostatos que capturan energía solar.

Toda esta energía solar se puede convertir en energía eléctrica o térmica. A la energía solar se le considera un tipo de energía limpia y renovable, ya que puede contribuir a solucionar una serie de problemas que vive la humanidad.

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¿Cómo funciona la energía solar?

El sol aporta energía solar de dos maneras distintas, suministrando calor que se aprovecha con la instalación de espejos especiales a los que llega la luz del sol, y que se concentra en receptores que llegan a temperatura cercanas a los 1000 grados centígrados.

Se emplea calentamiento fluido

En el caso del calor, se emplea para el calentamiento de un fluido que genera vapor del mismo. Luego este vapor mueve una turbina que produce electricidad. También proporciona luz que se convierte en energía eléctrica por medio de placas solares fotovoltaicas.

Los paneles solares están constituidos por conjuntos de celdas solares, que convierten la luz en forma de fotones, en electricidad producida por electrones. Es una tecnología basada en la teoría del efecto fotoeléctrico, desarrollada por Einstein.

Tecnologías activas y pasivas de energía solar

Las tecnologías relacionadas con el procesamiento de la energía solar se clasifican en energías activas o pasivas de acuerdo a cómo se capturen, conviertan y distribuyan la radiación electromagnética del sol.

Las tecnologías activas tienen que ver con la utilización de paneles fotovoltaicos y colectores térmicos solares que se emplean para recolectar la energía, mientras que las técnicas pasivas usan paneles fotovoltaicos y colectores solares que recogen la energía.

Dentro las técnicas pasivas se pueden encontrar diversas técnicas relacionadas con la arquitectura bioclimática, en las que se toma en cuenta la orientación de las edificaciones respecto al sol, la selección de materias con masa térmica favorable, o con propiedades dispersantes de la luz.

De la misma manera la arquitectura bioclimática se enmarca en el diseño de espacios que tengan la mejor ventilación natural. La tecnología solar que cuenta con mayor desarrollo es la energía solar fotovoltaica que de acuerdo a Greenpeace, serviría para surtir a dos tercios de la población mundial.

Energía solar fotovoltaica y otras similares

Con motivo de los avances tecnológicos, el incremento de la economía de escala y la sofisticación, los costes de la energía fotovoltaica se han reducido considerablemente desde la elaboración de las primeras células solares.

Las células solares actuales cuentan con una mayor eficiencia, además de que su coste promedio de generación eléctrica tiene precios bastante competitivos, en relación a las energías de tipo no renovable, con creciente número de localidades geográficas, logrando así la paridad de red.

También se tienen otras energías solares como la termoeléctrica, la cual está disminuyendo sus costes considerablemente.

Ventajas y desventajas de la energía solar

Las ventajas de la energía solar son numerosas, por el simple hecho de ser abundante y renovable. No obstante, las instalaciones solares en ecosistemas vulnerables plantean problemas ambientales, que con motivo de las grandes superficies ocupan estas infraestructuras.

Ventajas

Esta energía cuenta con la ventaja de que el sol le proporciona energía inagotable. Las instalaciones que aprovechan la energía solar no contaminan el aire atmosférico, no emiten gases de efecto invernadero y mucho menos incrementan la contaminación del agua.

Es un tipo de energía que no produce contaminación sónica a diferencia de otras alternativas de energía limpia, por lo que la transformación de energía es silenciosa.

Cuenta con amplia disponibilidad, pues incluso en lugares recónditos o de difícil acceso para la obtención de otros tipos de energía, siempre se puede contar con la energía que proviene del sol.

Otra ventaja es que sus instalaciones, independientemente del tamaño de las mismas, pueden ser abastecidas con energía solar en casa, sea que se trate de viviendas aisladas o urbanas, o bien que dicha energía sirva para alimentar plantas de generación de grandes proporciones.

Desventajas

A pesar de las grandes ventajas de la energía solar, esta modalidad de energía también tiene notables desventajas, entre las que se pueden nombrar las derivadas de factores astronómicos, relacionadas con variaciones en la radiación solar entre el día y la noche.

Los factores geográficos también inciden en la producción de este tipo de energía, demostrándose así la variación en la recepción de los rayos solares en la superficie. Esto se debe a que el ángulo de incidencia es diferente de acuerdo a la latitud.

La recepción de energía solar depende también de cuán gruesas sean las capas de la atmósfera, teniendo en cuenta que son distintas en el ecuador, los polos y las regiones de bajo y alto relieve. En otras palabras el aprovechamiento de energía solar es distinto en cada lugar del planeta.

El aprovechamiento de energía solar trae como consecuencia la producción de desperdicios, derivados de la fabricación de placas fotovoltaicas, considerados altamente tóxicos.

Ubicar infraestructuras de energía solar en desiertos cálidos puede ser óptimo, ya que se ubican en áreas intertropicales, y tienen suelos limpios de baja humedad. Sin embargo estas instalaciones requieren grandes espacios, lo que afecta a la larga a los ecosistemas.

El hecho de que los desiertos son locaciones poco pobladas y distantes a las regiones de mayor consumo. Esto puede ser un problema adicional que trae como consecuencia el inconveniente de la transmisión energética desde distancias grandes.

Tecnología y usos de la energía solar

Energía solar activa, pasiva y térmica

Para efectos de baja temperatura trabaja entre los 35 y los 60 grados centígrados, y se emplea principalmente en casas. Si se tienen requerimientos de temperaturas medias, alcanza aproximadamente los 300 grados.

Ahora bien, para propósitos de altas temperaturas, puede llegar a alcanzar cerca de los 2000 grados centígrados. Esta temperatura se logra al hacer incidir los rayos solares en espejos, dirigidos a un reflector que lleva a los rayos hacia puntos específicos.

La energía solar activa también se consigue por medio de espejos parabólicos y centrales de torre, todo dependiendo de las especificaciones energéticas.

Para la obtención de la energía térmica se saca provecho del calor solar, sin que se requiera de mecanismos o sistemas similares. La energía solar térmica Se emplea en la producción de agua caliente de baja temperatura para propósitos sanitarios y de calefacción.

Energía solar fotovoltaica y termosolar de concentración

Se crea con la finalidad de producir electricidad, por medio de placas hechas de material semiconductor, las cuales se alteran con motivo de la radiación solar.

La Termosolar es la energía se utiliza para la producción de electricidad con un ciclo termodinámico tradicional, partiendo de un fluido calentado a temperaturas altas, conocido como aceite térmico.

Energía solar híbrida y eólica solar

Se trata de una tecnología que combina la energía solar con otro tipo de energía. Dependiendo de la energía con la que se combine, es una hibridación. Por ejemplo tenemos:

Energía renovable como la biomasa y la energía eólica.

Energías no renovables como combustibles fósiles (petróleo y gas natural)

La energía eólico solar funciona con el aire que se calienta con el sol, cuyo aire sube por una chimenea en la que se encuentran los generadores.

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En resumen :
A nivel macro, el incremento de nuestro conocimiento sobre Clima y energía y Panel solar.