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Cómo funciona la energía solar

Aprovechar los rayos solares es uno de los recursos energéticos ilimitados de que disponemos y usamos desde siempre.

La tierra, todos los días, recibe una cantidad inmensa de energía del sol. Esta energía calienta e irradia la superficie terrestre y es la responsable entre otras cosas de la vida y los flujos de la atmósfera y los mares.

El sol se aprovecha de muchas maneras, no solo con los famosos paneles solares, sino también con otros métodos igual de útiles e importantes. Estos métodos no siempre transforman la energía del sol en energía eléctrica, sino que también aprovechan el calor del sol en forma directa.

Se puede catalogar la forma de aprovechar la energía solar de muchas maneras, entre las que destacamos:

  • Energía solar fotovoltaica: Transforma los rayos solares directamente en electricidad.

  • Energía solar fototérmica: Que aprovecha el calor en si mismo. Es el método técnicamente menos complejo.

  • Energía solar termoeléctrica: Transforma el calor solar en energía eléctrica en forma no directa. Es una aplicación de la energía solar fototérmica.

Energía solar fotovoltaica

Paneles solares

Los paneles solares son la forma más conocida a nivel popular para el aprovechamiento de la energía solar.

Las células fotovoltaicas están formadas por diodos semiconductores especialmente dispuestos para recibir los rayos solares. Estos semiconductores, son materiales que no son buenos conductores ni aislantes, sin embargo al ser contaminados con otros materiales, adquieren propiedades especiales.

Estas propiedades permiten usar los semiconductores (entre otras importantes aplicaciones como son los diodos o transistores) para atrapar los fotones de la luz liberando de ellos electrones, creando una carga eléctrica.

Uniendo muchas de esas células y sumando en serie sus cargas, obtenemos cantidades significativas de electricidad que luego puede acumularse y convertirse en corriente alterna.

Energía solar fototérmica

Colectores térmicos solares

Los colectores solares reciben el calor del sol y lo transfieren a un fluido.

Un ejemplo son los colectores de agua caliente, tanques preparados para tener máxima exposición al sol y calentar el agua que contienen. Hay variedad de diseños con diversos niveles de complejidad, y dependiendo del calor que reciban (clima, ubicación, época del año) consiguen calentar agua hasta 65 grados Celsius.

Ese agua caliente sirve para usos como ducharse, calefaccionar ambientes y piscinas. Estos sistemas se usan cada vez más en regiones ecuatoriales donde el nivel de los rayos solares son altos durante todo el año.

Los hornos solares son otro tipo de colectores solares, pero en este caso el fluido al que se transfiere el calor es el aire del recipiente, que luego calienta el contenido.

En muchos de los casos este tipo de colectores tienen un sistema parabólico, que mediante espejos concentra los rayos solares para obtener mayores temperaturas.

Existen infinidad de colectores solares. Un invernadero, es otro ejemplo de colector solar simple de baja temperatura.

Energía solar termoeléctrica

Centrales térmicas solares

Se denomina “energía solar termoeléctrica” a la aplicación de la energía solar fototérmica para generar energía eléctrica.

Las centrales térmicas solares utilizan grandes sistemas de espejos móviles llamados helióstatos que concentran rayos solares en un punto específico, generando altas temperaturas y calentando un fluido.

Ese fluido luego se puede utilizar para producir electricidad mediante un generador. Hay diseños que canalizan el calor sobre un motor Stirling, y tienen un gran rendimiento.

Conclusión

La utilización de la energía solar, aunque cara y poco rendidora para generar electricidad hoy en día, es una opción importante a futuro. Su implementación a gran escala depende de que se mejore la tecnología y rendimiento.

Sin embargo hoy es una opción inteligente para ciertas aplicaciones como la utilización de colectores solares de agua caliente y para generar energía fotoeléctrica en sitios aislados.

Por Rodrigo V A Barber

 

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