¿Qué es la energía solar y cómo aprovecharla?
La energía solar no es una energía alternativa: es la energía.
-Hermann Scheer
El sol, es la única estrella del sistema solar, fuente de inspiración, asombro, adoración milenaria y por supuesto lo que nos interesa en este artículo, una fuente casi inagotable de energía.
Al menos en términos de nuestra breve historia como especie en este joven y hermoso planeta al que llamamos Tierra.
No es una sorpresa que ese astro que ilumina nuestros días haya sido relacionado con varias de las deidades más importantes de las culturas antiguas.
Cada día más, diversas organizaciones reconocen el valor y el potencial de las energías renovables, y en particular la solar, como alternativas para afrontar los grandes retos de nuestra civilización y nuestro planeta, como el calentamiento global.
¿Qué tan importante es el sol para la energía en nuestro planeta?
Tus antepasados de hace miles de años ya aprovechan la energía del sol.
De hecho, esta energía ha sido aprovechada por los seres vivos desde tiempos inmemoriales, mucho antes de que nuestra especie caminara por la tierra.
Así que es lógico que este tipo de energía íntimamente ligada con la evolución del ser humano y nuestra civilización conforme nuestra tecnología ha ido avanzando para aprovecharla mejor.
En términos generales podemos decir que la mayoría de las fuentes de energía disponibles en la Tierra están vinculadas con el sol o de alguna manera provienen de la energía solar transformada.
El ciclo del agua, las corrientes aéreas y marinas e incluso los hidrocarburos, son resultados de procesos energéticos generados por el sol.
Esto puede causar confusión cuando hablamos de energía solar, así que vale la pena hablar sobre su concepto.
¿Qué es la energía solar?
La energía solar es probablemente la más popular de las energías renovables.
Admítelo, los seres humanos somos propensos a sentir que nos encontramos en el centro del universo, así que para términos prácticos, nos referimos a la energía solar como aquella que podemos aprovechar directamente a través de la tecnología.
En este sentido, comúnmente definimos energía solar de la siguiente manera:
La energía solar, es el tipo energía renovable que obtenemos del aprovechamiento de la radiación electromagnética emitida por el sol.
De hecho, la Real Academia de la Lengua Española (RAE) presenta una definición sencilla de la energía solar.
¿Te hace sentido esta definición de energía solar?
Imagino que sí, pues es la que se usa de manera más común, pero en realidad el sol, como estrella que es, de acuerdo con el portal astronomia.com emite energía de tres maneras:
- En forma de fotones de radiación electromagnética, fundamentalmente luz y otra serie de rayos sin masa, como los gama (Que es la que más aprovechamos y a la que nos referimos más arriba)
- En forma de otras partículas como los gravitones y neutrinos (Que para explicar tendríamos que entrar a la física teórica e inclusive la física cuántica)
- En forma de partículas cargadas de alta energía como protones, también conocida como rayos cósmicos.
En términos amplios, podríamos decir que la energía solar es energía estelar ¿o no?
Actualmente, podemos aprovechar el calor y la luz solar por medio de distintos captadores y transformadores, como las células fotoeléctricas (que conforman los paneles fotovoltaicos), los heliostatos o colectores solares, para posteriormente transformar la energía captada en energía térmica o eléctrica.
Tecnologías de energía solar y sus características
Independientemente de si estás leyendo este artículo por pura curiosidad o porque quieres instalar un sistema solar en casa, la oficina o algún otro proyecto, es importante que conozcas las principales tecnologías que pueden aplicarse para aprovechar directamente la luz del sol.
Actualmente contamos con dos grandes categorías de tecnologías solares dependiendo de la manera en la que capturan, convierten y distribuyen la energía.
- Las tecnologías activas, cuya finalidad es captar, transformar, almacenar o distribuir la energía de alguna manera para usarla en otra modalidad; y
- Las tecnologías pasivas, que básicamente se enmarcan en la arquitectura bioclimática.
Aprovechar la energía del sol con tecnologías activas
Paneles solares fotovoltaicos
¿Apoco no se antoja tener paneles fotovoltaicos en casa?
Sentir que tienes un grado de independencia energética que te permita autonomía en tiempos de una emergencia puede dar mucha seguridad.
Otra gran satisfacción que vas a sentir si instalas paneles fotovoltaicos es al momento de recibir tu factura de luz y ver como disminuye tu pago mensual constantemente.
Además del beneficio agregado de poder presumirle a tus amigos cuando estén de visita en la casa.
Los paneles fotovoltaicos son definitivamente una de las aplicaciones de energías renovables más populares en los últimos años, y no es de sorprenderse, pues el avance tecnológico ha permitido que sean cada vez más eficientes y económicos.
Por si fuera poco los paneles solares son relativamente fáciles de instalar con sistemas independientes o interconectados a la red.
Ver más sobre paneles fotovoltaicos para aprovechar la energía solar.
¿Cómo funcionan los paneles fotovoltaicos?
No voy a entrar en demasiado detalle, pues profundizamos sobre paneles fotovoltaicos en otra entrada, incluyendo sus tipos, características y principales opciones, pero ya que estamos hablando del tema, pienso que vale la pena mencionar brevemente cómo funcionan estas maravillas tecnológicas.
Lo que permite que los paneles fotovoltaicos funcionan son las celdas y fotoeléctricas, que son los dispositivos electrónicos transforman la energía lumínica (fotones), es decir la luz, en energía eléctrica (flujos de electrones libres), por medio de un proceso llamado el efecto fotoeléctrico.
En resumen, lo que hacen estas famosas celdas fotoeléctricas es que absorben fotones de luz y emiten electrones libres, que cuando son capturados resultan en una corriente eléctrica que podemos usar como electricidad.
Heliostatos (Espejos)
Los heliostatos, consisten en múltiples espejos que se organizan o acomodan en una estructura de dos ejes, la altura y azimut (ángulo relacionado con la esfera terrestre).
Estos mecanismos tienen movilidad para acomodarse de la mejor manera posible para reflejar los rayos del sol en un lugar específico hacia un mismo punto o una superficie relativamente pequeña.
Con ello, se logra concentrar y aprovechar la mayor cantidad de energía solar posible.
La tecnología de heliostatos se usa en combinación con los paneles fotovoltaicos o colectores solares, a través de los cuales se realiza la transferencia energética.
Un heliostato o helióstato es un conjunto de espejos que se mueven sobre dos ejes normalmente en montura altazimutal (altura y azimut), lo que permite, con los movimientos apropiados, mantener el reflejo de los rayos solares que inciden sobre él en todo momento en un punto o pequeña superficie, deshaciendo en el rayo reflejado el movimiento diurno terrestre.
Colectores solares térmicos
Otra aplicación que puedes tener en casa para aprovechar directamente la energía solar.
Seguramente te gusta bañarte con agua caliente y habrás visto esos calentadores de tubos que se instalan en la azotea.
Estos calentadores entran precisamente dentro de la categoría de captadores solares.
Los colectores solares, también conocidos como captadores solares, son aparatos que permiten recolectar (valga la redundancia) la energía emitida por nuestro sol en forma de calor y elevar la temperatura de un sistema para su aprovechamiento.
Existen dos tipos principales de colectores:
- De baja temperatura. Los que ya mencionamos que pueden instalarse a pequeña escala.
- De alta temperatura, que normalmente incluyen grandes cantidades de espejos o heliostatos direccionados a tanques de agua para producir vapor, que mueve una turbina y generar energía eléctrica.
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