Energía Solar

¿Qué es la energía solar?

La energía solar es una forma de energía renovable. Como su nombre lo indica, su fuente es el Sol; más específicamente, la radiación electromagnética que proviene de él.

La energía solar se puede aprovechar para generar dos tipos de energías:

1. Eléctrica (sistema fotovoltaico)
2. Térmica (sistema fototérmico)

En el sistema fotovoltaico, la luz solar es captada por paneles solares y transformada en energía eléctrica para su aprovechamiento. En cambio, en el sistema fototérmico, la luz solar es captada por colectores solares térmicos y utilizada para generar calor.

Dentro de las posibilidades de aprovechamiento de la energía solar también se encuentran las técnicas pasivas, aplicadas por la arquitectura bioclimática para la edificación de construcciones sostenibles. Estas consisten en el diseño de estructuras para el mayor aprovechamiento de los recursos climáticos; por ejemplo: la energía solar como fuente de iluminación natural o climatización para espacios.

¿Cuándo se empezó a utilizar la energía solar?

La energía solar se ha utilizado desde la antigüedad como fuente de calor y para calentar y secar alimentos. Sin embargo, en lo que se refiere a la tecnología para el aprovechamiento de la energía solar, los inicios se remontan al año 1839, cuando el físico francés Alexandre Edmond Becquerel descubrió el efecto fotovoltaico.

La primera célula fotovoltaica fue creada en Estados Unidos por Charles Fritts, en 1883. Consistía en una capa de selenio sobre una fina capa de oro, y su objetivo era medir la cantidad de luz que recibían las plantas. Esta célula primitiva tenía una eficiencia de apenas el 1%.

No fue sino hasta 1954 que se desarrolló el primer dispositivo fotovoltaico compuesto por células solares de silicio en estado sólido. Fue creado por los científicos estadounidenses Daryl Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson. Tenía un tamaño de apenas 4 cm², y producía una corriente eléctrica de aproximadamente 0,1 amperios a una tensión de 0,5 voltios. La eficiencia de estas células era solo de 6%, mientras que los paneles solares de hoy alcanzan una eficiencia que ronda el 25%, e incluso 47% en condiciones de laboratorio.

¿Qué es un panel solar y cómo funciona?

Un panel solar es una placa compuesta por una serie de dispositivos semiconductores, fabricados principalmente con silicio, llamados células solares.

Las células solares de un panel están interconectadas y convierten la energía solar en electricidad gracias al efecto fotovoltaico; es decir: los fotones de la luz solar excitan los electrones del material semiconductor de las células solares, creando una corriente eléctrica.

La corriente generada por los paneles solares es una corriente continua. Esta corriente debe pasar por un inversor para ser transformada en corriente alterna y ser incorporada a la red eléctrica.

¿Qué es un colector solar térmico y cómo funciona?

También llamado captador solar, un colector solar, es un dispositivo diseñado para captar y utilizar la energía solar para subir la temperatura de un fluido. Este fluido, luego, puede tener distintas aplicaciones, como: calefacción doméstica, preparación de alimentos, climatización de piscinas; e incluso algunas aplicaciones menos obvias como: refrigeración (intercambiador de calor) y sustitución de combustibles fósiles dentro de instalaciones eléctricas convencionales.

Según su aplicación, se pueden utilizar distintos tipos de colectores:

• De baja temperatura: para aplicaciones domésticas. Puede ser plano (también se le conoce como panel solar térmico) o de tubos.
• De alta temperatura: conocido como concentrador solar, funciona con un sistema de espejos.
• De muy alta temperatura: conocido como horno solar, es capaz de obtener temperaturas muy elevadas, y también funciona con espejos.

¿Cuáles son las ventajas y las limitaciones de la energía solar?

Las principales ventajas de la energía solar son las relacionadas con la sostenibilidad. Dado que la luz solar es un recurso virtualmente infinito, se considera la mayor fuente de energía renovable.

Además, gracias a su popularización, la tecnología para aprovechar la energía solar se ha hecho más asequible, creando así un círculo virtuoso de sostenibilidad, tanto ambiental como económica.

Las principales desventajas tienen que ver con la naturaleza de esta energía, que es variable a lo largo del día y del año, y con las condiciones climáticas específicas, por lo que no se puede contar con una producción precisa.

Por otro lado, la energía solar con frecuencia es más abundante en momentos de menor demanda; por ejemplo: en invierno, cuando hay menos horas de luz, se utiliza más energía para producir luz eléctrica y climatizar los ambientes. Asimismo, durante las horas del día es necesaria menos iluminación artificial. Es por esto que los mayores retos de la energía solar no tienen que ver con la producción, sino con el almacenamiento y distribución.

Finalmente, otra dificultad es la necesidad de grandes extensiones para la colocación de paneles solares. Este problema se mitiga utilizando superficies muertas, como los techos, que están constantemente expuestos a la luz solar y, sin paneles, no son más que superficies ociosas.

¿Cuáles son las potencias mundiales en energía solar?

Según el ranking establecido en 2021, el primer puesto mundial de potencia fotovoltaica instalada lo ocupa China (54,9 GW), seguida por los Estados Unidos (26,9 GW), quien supera a toda la Unión Europea por 0,1 puntos.