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-     Escrito por erenovable

¿Cómo funciona la energía solar?

Mucho hablamos en Erenovable sobre la energía solar, los paneles solares,los avances en la ciencia y nuevos descubrimientos. Pero ¿cómo funciona exactamente la energía solar? ¿qué tipo de paneles solares existen y cómo se componen? En el siguiente artículo trataremo de arrojar un poco más de luz sobre la energía solar y su modo de funcionamiento.

paneles solares
Existen dos formas principales de utilizar la energía solar, una como fuente de calor para sistemas solares térmicos, la otra como fuente de electricidadpara sistemas solares fotovoltaicos. Nos centraremos en esta última aplicación.

En principio la forma en la que se captura la luz del sol para convertirla enelectricidad se hace a través de paneles solares o fotovoltaicos. Estos paneles están formados por grupos de las llamadas células o celdas solaresque son las responsables de transformar la energía luminosa (fotones) enenergía eléctrica (electrones).

Estas células se conectan entre sí como un circuito en serie para así aumentar la tensión de salida de la electricidad, o sea si será de 12 volts o 24.  Al mismo tiempo varias redes de circuito paralelo se conectan para aumentar la capacidad de producción eléctrica que podrá proporcionar el panel.

Como el tipo corriente eléctrica que proporcionan los paneles solares es corriente continua, muchas veces se usa un inversor y/o convertidor de potencia para transformar la corriente continua en corriente alterna, que es la que utilizamos habitualmente en nuestras casas, trabajos y comercios.

Cuando hablamos en ‘Erenovable’ de nuevos descubrimientos o avances en la ciencia generalmente nos referimos al descubrimiento o desarrollo de nuevos y mejores materiales para fabricar una célula solar.

Una célula solar funciona básicamente de la siguiente forma: los fotones, que provienen de la radiación solar, impactan sobre la superficie de la célula y allí son absorbidos por materiales semiconductores, tales como el silicio. Los fotones golpean a los electrones liberándolos de los átomos a los que pertenecían. Así los electrones comienzan a circular por el material, y así producen electricidad.

Este funcionamiento básico se repite cualquier sea el material usado en lacélulas solar, siempre y cuando por supuesto tenga propiedades conductorasabsorban la luz.

Las células solares que forman los paneles solares actualmente disponibles en el mercado están hechas a base de silicio, material semiconductor muy abundante en el planeta, pero también difícil de extraer y sintetizar, con lo cual los paneles solares resultantes suelen ser caros, pesados y difíciles de instalar.

Por esta razón científicos del mundo entero trabajan continuamente en la búsqueda de nuevos materiales que den como resultado paneles solares más baratos, eficientes, livianos, delgados y capaces de tener mayor cantidad de aplicaciones, como hasta ser capaces de envasarse en un spray.

Así podemos apreciar que se trabaja en la fabricación de células solares con materiales como el cobre, indio, galio y selenio y hasta germanio. Este último da los mejores resultados en eficiencia pero son carísimos de fabricar, con lo cual su uso queda restringido a entidades como la Nasa. También se realizan células llamadas de doble o triple unión, que usan varios elementos agregados de capa delgada, con utilización de tecnología sensibilizada por colorante o celda solar Graetzel, materiales híbridos, y nanotecnología.

panel solar
La gran apuesta del futuro esta en las células solares orgánicas, que son células que están hechas en base polímeros orgánicos, como puede ser ciertos tipos de  plástico,  que tiene las mismas propiedades de conducción que el silicio pero que pueden ser “impresos” o “pagados” sobre casi cualquier tipo de material. Los paneles solares compuestos por células orgánicas son más baratos de fabricar, más livianos y más fáciles de instalar. El gran inconveniente que presentan es que aún no logran alcanzar el nivel deeficiencia de conversión que tiene los paneles de silicio. Aunque continuamente vemos que los científicos logran aumentar este nivel deeficiencia, esto ocurre por el momento en ámbitos controlados de laboratorio y aún falta bastante para que lleguen a destino comercial.

¿Qué ventajas ofrece la energía solar?

La energía solar es un tipo de energía que ofrece numerosas ventajas respecto a los métodos tradicionales de abastecimiento, basados en el uso de combustibles fósiles y recursos no renovables. Algunas de estas ventajas que ofrece la energía solar son:

Quizá el primer punto a resaltar es, simplemente, que la energía solar existe, proviene del sol, y es muy poderosa. Y lo más importante de todo, en la actualidad ya existen métodos y sistemas para recoger la energía del sol y transformarla en calor o electricidad, ya sea para uso doméstico o con fines industriales.

Además, esta energía es totalmente renovable. Es decir, a la hora de “explotar” la energía que proviene de los rayos solares no hay que preocuparse de si estaremos agotando nuestros recursos o de si algún día el sol dejará de ofrecernos su calor. Si recurrimos a los científicos nos dirán que el sol dejará algún día de brillar, dentro de miles de millones de años. Evidentemente, no es un espacio de tiempo infinito pero para el resto de la historia de nuestro planeta es suficiente.

Por otra parte, la energía solar puede ser recogida y transformada en calor y electricidad sin necesidad de complicados procesos industriales en los que intervengan agentes químicos o contaminantes. La mayor parte de las energías que se usan en la actualidad contribuyen al cambio climático y a acelerar el calentamiento global y el agujero en la capa de ozono. Sin embargo, la energía solar es una energía limpia, que solo necesita de una instalación basada en simples paneles solares para poder ser recogida.

Y es que esa es otra de las ventajas de la energía solar. Su sencillez de instalación y mantenimiento. Los paneles solares son sencillos de montar y mantener, sobre todo a gran escala, y tal vez su único problema en este sentido es el impacto paisajístico que pueden provocar las instalaciones fotovoltaicas de gran tamaño.

La energía solar es también el tipo de suministro, junto con la energía eólica, que podría llevar a muchas zonas necesitadas al autoabastecimiento. Con el desarrollo de la energía solar disminuiría la dependencia de las eléctricas y las compañías de gas natural y, con ello, nuestra independencia energética y el ahorro en la factura de la luz.

Por último, cabe citar que la energía solar aún es una energía “en pañales” y, a pesar de ello, ya es el tipo de energía mediante el cual se abastecen algunos aparatos muy modernos, como por ejemplo los satélites que orbitan en el espacio.

Por estas y otras muchas razones, la energía solar debería ser una alternativa mucho más real a las energías no renovables de lo que es en la actualidad.

Video: Cómo se trasforma la energía solar en electricidad

En el siguiente video (en inglés) podéis ver cómo se trasforma la energía solar en electricidad.

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