Escrito por Tendenzias

Cómo funciona la Energía Solar

La energía solar es la energía que proporciona el sol a través de sus radiaciones y que se difunde, directamente o de modo difuso, en la atmósfera es la energía de la que os hablamos a continuación con todo tipo de detalles. En el Blog Verde, te explicamos Cómo funciona la Energía Solar, las células solares, ventajas, desventajas y el futuro de la energía solar.

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La energía solar | Qué es

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En la Tierra, hogar de la humanidad y tercer planeta del sistema solar, la energía solar es el origen del ciclo del agua y del viento. El reino vegetal, del que depende el reino animal, también utiliza la energía solar transformándola en energía química a través de la fotosíntesis. Con excepción de la energía nuclear, de la energía geotérmica y de la energía mareomotriz (proveniente del movimiento del agua creado por las mareas), la energía solar es la fuente de todas las energías sobre la Tierra.

Gracias a diversos procesos, la energía solar se puede transformar en otra forma de energía útil para la actividad humana: en calor, en energía eléctrica o en biomasa. Por ende, el término “energía solar” se utiliza, con frecuencia, para describir la electricidad o el calor obtenidos a partir de ella.

Las técnicas para capturar directamente una parte de esta energía están disponibles y están siendo mejoradas permanentemente.

Energía Solar | Células Solares

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Uno de los últimos desarrollos de materiales de energía solar son las células solares. Una célula solar funciona de la siguiente manera: de la radiación solar provienen los fotones que impactan sobre la superficie de la célula y los materiales semiconductores los absorben, materiales como el silicio. Los fotones golpean a los electrones liberándolos de los átomos, esos electrones circulan por el material y así producen electricidad.

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Las células solares que forman los paneles solares están fabricados a base de silicio, que es uno de los materiales semiconductores que más abundan en el planeta, pero difícil de extraer por eso son caros y difíciles de instalar.

Por esta razón los científicos están buscando nuevos materiales que sean más baratos, eficientes, delgados y capaces de tener más aplicaciones.

También se utilizan células llamadas de doble o triple unión, de varios elementos pegados, capas delgadsa, materiales híbridos y nanotecnología.

En el siguiente vídeo os mostramos cómo funciona la energía solar de una manera fácil y sencilla de entender.

Tipos de energía solar

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Se pueden distinguir tres tipos de energías:

  • Energía solar fotovoltaica: Se refiere a la electricidad producida por la transformación de una parte de la radiación solar con una célula fotoeléctrica (es un componente electrónico que, expuesto a la luz (fotones), genera una tensión). Varias celdas están conectadas entre sí en un módulo solar fotovoltaico. Y, después, varios módulos se agrupan para formar un sistema solar para uso individual o una planta de energía solar fotovoltaica, que suministra una red de distribución eléctrica. El término “fotovoltaica” se refiere al fenómeno físico – el efecto fotovoltaico – o bien a la tecnología asociada.
  • Energía solar térmica: Consiste en utilizar el calor de la radiación solar. Se presenta en diferentes formas: centrales solares termodinámicas, agua caliente y calefacción, refrigeración solar, cocinas y secadores solares. La energía solar termodinámica es una técnica que utiliza energía solar térmica para generar electricidad.
  • Energía solar pasiva: El uso más antiguo de la energía solar consiste en beneficiarse del aporte directo de la radiación solar y es la llamada energía solar pasiva. Para que un edificio se beneficie con muy buena radiación solar, se debe tener en cuenta la energía solar en el diseño arquitectónico: fachadas dobles, orientación  hacia el sur y superficies vidriadas, entre otros. El aislamiento térmico desempeña un papel importante para optimizar la proporción del aporte solar pasivo en calefacción y en la iluminación de un edificio. Una casa o un edificio que posean energía solar pasiva estarán contribuyendo a un importante ahorro energético.
  • Cargadores de baterías, ventiladores, lámparas de jardín, bombas hidráulicas… Hoy en día, casi todo puede funcionar con energía solar. Ya son muchos los que llevan en su bolso un GPS equipado con un cargador solar y los
  • Paneles solares fotovoltaicos aparecen en unos cuantos techos.

Indispensable para la vida en la Tierra, el sol puede ofrecernos muchos otros servicios: calentar nuestros hogares, suministrar energía a los lugares más remotos, etc…veamos ahora cómo funciona.

Cómo funciona la energía solar

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El planeta tierra recibe muchas horas de luz solar durante el día, energía limpia que proviene del sol y que nosotros podemos aprovechar para abastecer nuestra demanda de energía constante sin que por ello, tengamos que contaminar.

Uno de los primeros ejemplos que vamos a poneros para explicaros el proceso de cómo funciona la energía solar es el de la fotosíntesis, que consiste en el modo en el que las células de las plantas captan los fotones que llegan a la superfície, los cuáles se absorben a través de materiales semiconductores como el silicio. Los fotones “golpean” a los electrones liberándolos de los átomos a los que pertenecían.

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De este modo, los electrones comienzan a circular por el material, y con ello se produce la electricidad. En la aplicación de la energía solar para abastecer la demanda de la energía de una casa, deberemos utilizar los paneles que esténrepletos de estas células o celdas y que reciben el nombre de paneles fotovoltaicos.

Estos paneles se conectan a su vez a una batería que almacena la electricidad generada y es esta carga la que se utiliza. A partir de aquí la energía no puede ser utilizada, ya que debe ser transformada y estabilizada a un voltaje estandarizado de modo que tendremos que utilizar los acumuladores.

Este es el modo en el que quizás más se conoce el funcionamiento de la energía solar aunque cambe añadir que al ser también una energia calórica, de modo que también se puede aprovechar la energía mediante colectores calóricos, hornos solares, o paneles termoeléctricos.

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Con esta sencilla imagen, podemos explicaros de manera más gráfica el modo en el que funciona la energía solar, la cuál necesitará de paneles solares que recojan la luz y energía del sol para luego transformarla en energía eléctrica que poder utilizar.

Paneles solares

Los paneles solares se componen de células fotovoltaicas (PV), que convierten la luz solar en electricidad de corriente continua (DC) durante todo el día.

Inversor

Este dispositivo es el que convierte la electricidad generada por los paneles solares en la electricidad de corriente alterna (AC).

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Panel electrico

La electricidad de corriente alterna se envía desde el inversor a su tablero eléctrico para accionar las luces y aparatos con energía solar. El cuadro eléctrico es a menudo llamado “caja de interruptores.”

Medidor de utilidad

El contador de servicios mide tu consumo de energía. En realidad va hacia atrás cuando el sistema genera más energía de la que necesita inmediatamente. Este exceso de energía solar compensa la energía que utiliza por la noche.

Red de suministro eléctrico

Tu negocio o tu casa todavía estarán conectado a la red. Es por ello que necesitarás el poder de la empresa de servicios públicos por la noche, pero no te preocupes. El costo se compensa con cualquier exceso de energía solar que acumularas durante el día.

Sistema de Control

La mayoría de sistemas de paneles solares cuentan con un sistema de control que a través de un monitoreo hace un seguimiento continuo de tu producción de energía y asegura que tu sistema de energía solar siga funcionando sin problemas. Incluso alertar al equipo de reparación en el caso de que haya cualquier avería.

Ventajas de la energía solar

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Pasemos a ver algunas de las principales ventajas de la energía solar respecto a otro tipo de energías:

En primer lugar, hay que decir que la energía solar es una fuente de energía renovable e inagotable. El sol, ese gran astro que provee de luz y calor a nuestro planeta, es la fuente de la que proviene la energía solar. Tiene una edad aproximada de 4.500 millones de años y aún le quedan otros 5.000-6.000 millones de años de vida.

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Por otro lado, la energía solar es una energía totalmente limpia. Para producir energía solar no hace falta ningún tipo de proceso químico ni se expulsan sustancias contaminantes a la atmósfera, como en el caso de los combustibles fósiles. Es decir, la energía solar no contamina, no contribuye al calentamiento global ni al efecto invernadero. Para aprovechar la energía solar tan solo hace falta un sistema que recoja esa radiación proveniente del sol y la transforme en calor.

Dadas sus características, la energía solar tiene la capacidad para reducir la dependencia energética de países y hogares. La energía solar puede servir como autoabastecimiento, tanto como sistema principal como de apoyo/alternativo.

Los sistemas de energía solar son sencillos de instalar y relativamente económicos. Es cierto que se necesita un desembolso inicial para hacer la instalación, pero una vez en funcionamiento se calcula que su plazo de amortización ronda los 6-10 años. Eso sí, claro, si no existe una legislación como la española, totalmente prohibitiva e intransigente con este tipo de energías renovables.

paneles solares

El mantenimiento de los paneles solares y del resto de la instalación no es excesivamente complicada.

La energía solar no necesita además ningún otro tipo de carburante o energía alternativa para funcionar, es totalmente autónoma.

Otra de sus ventajas es que no produce ningún tipo de contaminación. No contamina el aire, el agua ni la Tierra. Tampoco produce contaminación lumínica ni acústica, ya que no produce ningún ruido.

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Es una energía con una gran versatilidad, ya que se pueden instalar desde pequeños sistemas consistentes en pequeños paneles solares de uso casero, hasta realizar instalaciones mucho más extensas y complejas.

Además la energía solar es una tecnología aún en desarrollo, con muchísimo potencial para crear gran cantidad de puestos de trabajo: investigación y desarrollo, logística, instalación de sistemas, transporte y un largo etcétera.

Desventajas de la energía solar

Está claro que la energía solar debe ser una de las energías del futuro por todas las cualidades que posee. Sin embargo, en la actualidad también presenta algunos inconvenientes, aunque prácticamente todos se podrían llegar a solventar, algo que nunca podrán hacer los recursos fósiles con el problema de la contaminación o el calentamiento global.

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Pero veamos cuáles son algunos de los aspectos mejorables de la energía solar:

No es un tipo de energía que pueda ser aprovechado en todas las zonas, ya que depende de la fuerza e incidencia de los rayos solares. Sin embargo, con el tiempo se podrían hacer paneles cada vez más eficientes que pudieran recoger y almacenar mayor cantidad de energía, incluso en climas más adversos. Además, la eficiencia de los paneles solares también depende de la orientación e inclinación con la que sean colocados. En ocasiones el desconocimiento de estos conceptos hace que los paneles solares no sean lo suficientemente eficientes.

Es cierto que los paneles solares pueden suponer un importante ahorro a medio y largo plazo (se amortizan en un plazo que ronda los 7 años), pero también lo es que necesitan de una importante inversión inicial, lo que echa a muchas personas para atrás, sobre todo si unimos esto al desconocimiento y, por tanto, desconfianza acerca del rendimiento que podría dar este tipo de energía.

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Otro de los grandes inconvenientes de la energía solar es su escasa implantación. En un mundo dominado por las industria que utilizan recursos fósiles, menos efectivos y más contaminantes, de momento parece que la energía solar apenas tiene cabida. Pero llegará un momento en que todos estos recursos como el carbón, el petróleo o el gas natural se agote, y entonces ahí estará el sol, sin guardarnos rencor, para darnos su energía.

También es cierto que se trata de una energía relativamente nueva, que aún no se ha desarrollado demasiado y que aún tiene mucho margen de mejora, en lo referente a capacidad de producir energía, infraestructuras, etc. En este sentido, otros recursos no renovables le llevan mucha ventaja ya que existen mucho mejores infraestructuras que han sido construidas a lo largo de los años.

Por otro lado, parece que el sector de la energía solar y de las renovables en general, aunque no está parado, la mayoría de iniciativas surgen a pequeña escala, con lo que se podrían denominar intrépidos aventureros intentando convencer de las bonanzas de su producto solar a una horda de escépticos. Las empresas no se atreven con a solar, debido a las altas tasas e impuestos y a la escasa implantación a nivel de hogar y de empresa.

Energía Solar | Presente y Futuro

Todo hace esperar que el futuro apuesta por las células solares orgánicas fabricadas a base de polímeros orgánicos como tipos de plásticos. Esto es porque estos paneles son más baratos de fabricar, más fáciles de instalar y más livianos.

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Pero el principal problema es que no alcanza el nivel de eficiencia de conversión que tienen los paneles de silicio, pero están trabajando en ello.

Vídeo sobre la energía solar

Si queréis completar la información del artículo, echadle un vistazo al siguiente video:

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En El Blog Verde somos unos grandes defensores de las energías renovables y puedes encontrar mucha más información relacionada con la energía solar.

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