Energía solar

A usted seguramente le encanta disfrutar del sol en las playas o caminar al aire libre en el campo bajo un sol radiante. Pero además de luz y placer, el Sol nos ofrece suficiente energía para calentar el agua con que nos bañamos y para generar electricidad.

Energía Termosolar

Se utilizan estos términos cuando la energía del Sol se aplica a fines térmicos (calentamiento). La conversión de la energía solar en calor útil se puede lograr mediante dispositivos conocidos como "colectores solares", los cuales pueden ser planos y alcanzan temperaturas de 40 a 100 grados centígrados, o "concentradores" con los que se obtienen hasta 500 grados.

El principio básico del calentamiento solar de agua consiste en exponer al Sol una superficie metálica, generalmente pintada de negro. El agua a calentar se pone en contacto térmico con esta superficie y mediante el proceso físico de transferencia de calor, aumenta su temperatura. Finalmente, el agua calentada se almacena en un tanque térmicamente aislado, conocido como "termotanque".La tecnología solar de calentamiento de agua para uso doméstico surgió desde finales del Siglo XIX y se ha extendido por varios países, en algunos de los cuales su uso es obligatorio, como es el caso de Israel. En México, se producen calentadores solares desde 1942, con altos índices de calidad y eficiencia.

¿No ha pensado usted en la posibilidad de adquirir un calentador solar para su casa o para su negocio? Los calentadores solares pueden servir para calentar el agua que utilizan para bañarse los trabajadores de un taller o de una fábrica, y ahorran mucho dinero: Un buen calentador solar puede durar veinte años, es decir, al menos el doble de lo que dura un calentador convencional de gas. Los calentadores solares se utilizan también para calentar el agua de las albercas. (Consulte nuestra sección de colectores solares planos).

Energía fotovoltaica

Las celdas solares o fotovoltaicas, que actualmente se utilizan en muchos aparatos pequeños, como relojes y calculadoras, empezaron a ser desarrolladas en los años cincuenta para ser usadas en los satélites espaciales. Dichas celdas están hechas de silicio, un elemento que tiene la característica de reaccionar con la luz y que se obtiene procesando cierto tipo de arena (arena sílica).

Cuando la luz solar (fotones) incide sobre la celda de silicio, este elemento pierde electrones, que se mueven hacia la superficie de la celda -de color azul obscuro- y se crea una diferencia de potencial entre los dos polos de la celda. Cuando ambos polos son conectados a un conductor, se genera una corriente de electricidad entre los polos positivo y el negativo.

En un panel solar, hay un determinado número de celdas que, interconectadas, producen la cantidad de electricidad requerida en cada caso.

Los paneles pueden también ser interconectados hasta lograr el voltaje necesario para iluminación, bombeo de agua, etc. Por ejemplo, un metro cuadrado de celdas solares nos dará la energía suficiente para hacer funcionar un refrigerador pequeño.

(Consulte nuestra sección de sistemas fotovoltaicos).

Los sistemas fotovoltaicos están equipados con acumuladores que durante el día almacenan la energía para poder ser utilizada en las noches o días muy lluviosos. Cabe señalar que las celdas solares también funcionan en días nublados, aunque no con la misma eficiencia que lo hacen en días soleados.

Concentración de energía solar

Seguramente, usted ha hecho el experimento de encender un papel utilizando la luz del Sol y una lupa, ¿no es cierto? La lupa se encarga de concentrar la energía solar en un pequeño punto, muy brillante, y es tanto el calor concentrado ahí que éste produce fuego en el papel. Ahora, imagínese usted eso mismo, pero usando muchos espejos parabólicos -que hacen lo mismo que la lupa- para concentrar la energía solar sobre tubos o depósitos de agua o aceite& El resultado es que el agua empezará a hervir y parte de ella se convertirá en vapor (o bien el aceite calentará el agua para convertirla en vapor). Recuerde que cuando obtenemos vapor, por cualquier método, podemos hacer girar una turbina y un generador, lo que significa que estamos en capacidad de generar electricidad.

Ya existen plantas que utilizan la concentración de la energía solar para generar electricidad. En el desierto de Mojave, en California, Estados Unidos, hay instalaciones de este tipo que proporcionan electricidad a más de 350 mil hogares. El problema con la energía solar es que sólo funciona cuando brilla el Sol y, por lo mismo, las plantas no generan electricidad en las noches y días muy nublados. Esa es la razón por la que algunas de ellas utilizan tecnología híbrida: durante el día aprovechan la energía solar y por las noches usan gas natural para convertir el agua en vapor y producir electricidad mediante turbinas y generadores.

La mayor parte del territorio de México registra altos niveles de insolación durante la mayor parte del año, equivalentes a 5 kWh/m₂-día promedio, lo que se traduce en un alto potencial de aprovechamiento de la energía solar.

Como vimos, la energía solar puede ser utilizada para fines térmicos (energía termosolar) y eléctricos (energía fotovoltaica).