LA ENERGÍA SOLAR

El sol es la fuente de energía más abundante de la Tierra: renovable, disponible, gratuita y en cantidad muy superior a las necesidades energéticas de la población mundial.

Origen de la energía solar

El origen de la energía que el Sol produce se encuentra en su interior. El Sol está formado principalmente por átomos de hidrógeno, los cuales a través de reacciones nucleares consta

ntes se combinan entre sí para formar átomos de helio. Una pequeña parte de la masa de estos átomos de helio se convierte en energía según la famosa fórmula de Eintsein, E=mc2. Esta energía se trasalda a la superficie del Sol, desde dónde es irradiada hacia el espacio en todas direcciones.

La energía que llega a la superficie de la Tierra después de atravesar la atmósfera es de aproximadamente.

Tecnología empleada para la producción de energía

De la energía solar podemos obtener calor y electricidad. El calor se logra mediante los captadores o colectores térmicos, y la electricidad a través de los módulos fotovoltaicos.

Explicaremos primero los sistemas de aprovechamiento térmico. El principio fundamental del funcionamiento de los colectores solares se basa en la propiedad que posee una superficie revestida de negro, que absorbe la radiación en un 90%.

Los colectores solares térmicos se pueden dividir en tres categorías:

Captadores de baja temperatura, media temperatura y alta temperatura.

Los captadores de baja temperatura son colectores solares sin concentración, que normalmente

proporcionan calor por debajo de los 80°C. Los más comunes son los colectores solares planos. Estos colectores están compuestos por una superficie metálica plana, a la cual están adheridas una serie de tuberías de cobre, todo ello recubierto por una pintura negra. a través de las tuberías circula el flujo que se calienta por la radiación solar.

En la superficie de absorción se colocan un par de cubiertas de vidrio para evitar las pérdidas de calor. La transformación de la energía solar a energía térmica se produce en la misma superficie que recibe la radiación.

Este tipo de colectores se dividen en colectores con cubierta, utilizados fundamentalmente para la producción de agua caliente sanitaria y calefacción, y los colectores sin cubierta, más económicos pero con menor rendimiento, cuyo principal uso es la climatización de piscinas.

Los captadores de media temperatura trabajan a temperaturas de entre 100 y 250°C. Un colector de este tipo es el colector de vacío. Este es prácticamente el colector perfecto, ya que se trata de un colector plano en el que el espacio entre las placas está al vacío, convirtiendo las pérdidas de calor en nulas.

Aunque este parezca el colector ideal, conseguir vacío entre las placas es muy difícil, por

lo que su precio es muy elevado. Sus aplicaciones son la producción de ACS y climatización de piscinas.

Los captadores de alta temperatura alcanzan temperaturas muy altas, que pueden llegar a los 2000°C. Son los sistemas más caros, pero también con mayor rendimiento. Uno de los sistemas de concentración más empleados son los colectores parabólicos. Hay dos tipos, los lineales de disposición cilíndrica, en los que un fluido se calienta al pasar por una tubería situada en el foco de la parábola, o puntuales de dispersión esférica, que tienen forma de plato y consiguen altas temperaturas en lugares donde el espacio es reducido.

Otro tipo de sistemas de alta temperatura son las centrales térmicas solares, formadas por campos de helióstatos, que son estrucutras formadas por un espejo plano o ligeramente parabólico de gran superficie, compuesto por varios espejos pequeños, situados sobre una estructura metálica, que lleva a cabo un seguimiento del Sol. Se colocan en campos , y la radiación solar recibida por cada uno de ellos se refleja a una torre central receptora, que es donde se convierte la energía solar a energía térmica.

Otra forma de aprovechamiento de la radiación solar consiste en su transformación directa en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico.

Hay dos tipos de generadores fotovoltaicos, los generadores aislados autónomos, y los generadores conectados a la Red Eléctrica.

Los colectores aislados autónomos constan de módulos fotovoltaicos que captan la radiación solar

transformándola en una corriente continua de electrones, es decir, en electricidad. Esta se almacena en las baterías, de modo que disponemos de ella en todo momento. La función del regulador consiste en evitar la sobrecarga de las baterías, desconectándolas cuando ya están cargadas, y evitar la descarga de éstas en periodos en los que la energía generada baja, por falta de radiación. La electricidad se puede utilizar tanto en corriente continua, como en corriente alterna, utilizando un inversor de corriente.

Los colectores conectados a la Red Eléctrica, funcionan exactamente igual que los colectores aislados, a diferencia de que éstos no necesitan baterías para almacenar la energía, ya que tras ser transformada en corriente alterna por el inversor, es inyectada directamente a la Red Eléctrica, que se encarga de distribuirla según la demanda.

Ventajas y desventajas

Entre las ventajas mas importantes podemos destacar que:

- Es una energía no contaminante.

- Proviene de una fuente de energía inagotable (el Sol)

- Es la mejor forma de aprovechar la energía en las zonas donde el tendido eléctrico no llega(campo, islas), o es dificultoso y costoso su traslado.

- Los paneles solares son fáciles de mantener.

- El coste disminuye a medida que la tecnología va avanzando (el costo de los combustibles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez hay menos).

Personalmente creemos que las ventajas más importantes a resaltar son que no es una energía contaminante y además es inagotable, esto es sumamente importante porque se está mirando desde este punto de vista por la naturaleza y la tierra, que vamos destruyendo poco a poco.

Pero como todo en la vida, también tiene sus inconvenientes estos son:

- El nivel de radiación cambia de una zona a otra y de una estación del año a otra.

- Para recolectar energía solar a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno.

- Requiere gran inversión inicial.

- Se debe complementar este método de convertir energía con otros.

- Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y alejados, (energía que

no se aprovecha para desarrollar actividad agrícola o industrial,etc……)

Porcentajes

Para comparar ponemos esta gráfica

en ella la energía solar del 2007 no llega más del al 0.2%, actualmente, el año pasado (2010) cuantifica en un 12% el porcentaje de participación de las energías renovables en la demanda de energía primaria de la Unión Europea.

Por eso podemos asegurar que en un futuro no muy lejano las ventas serán mucho mayores si el costo de inversión inicial para los individuos que deseen adquirir paneles fotovoltaicos es menor; o si las subvenciones de los Estados fueran más altas y los trámites para conseguirlas menos burocráticos.

Andrea Chillida y Nuria Martín.