-    Escrito por elena

¿Cómo funciona la energía solar?

La energía solar es una de las fuentes de energía renovables más importantes de las que hoy disponemos. Os contamos más información sobre la energía del sol.

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¿Cuántas veces os habéis preguntado sobre qué es y cómo funciona la energía solar? En anteriores artículos ya os hemos hablado sobre los paneles solares, la energía solar térmica y la energía solar fotovoltaica.

¿Cómo funciona la energía solar?

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Existen dos formas principales de utilizar la energía solar, una como fuente de calor para sistemas solares térmicos, la otra como fuente de electricidad para sistemas solares fotovoltaicos. Nos centraremos en esta última aplicación.
En principio la forma en la que se captura la luz del sol para convertirla en electricidad se hace a través de paneles solares o fotovoltaicos. Estos paneles están formados por grupos de las llamadas células o celdas solares que son las responsables de transformar la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones).
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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.
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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.

Células solares

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Cuando nosotros 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.

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Este funcionamiento básico se repite cualquier sea el material usado en la célula solar, siempre y cuando por supuesto tenga propiedades conductoras y absorban 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.

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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.

Ventajas de la energía solar

paneles solares La energía solar presenta una serie de ventajas muy evidentes respecto a otro tipo de energías, como la que proviene de los combustibles fósiles. La energía solar se trata de una energía renovable que aprovecha la energía que proporciona el sol. El sol es una fuente inagotable de energía, por tanto su producción de energía es cíclica y nunca termina. La energía solar también es una energía limpia. De hecho, es considerada una de las energías más limpias. Para producir energía solar no es necesario gastar recursos naturales y tampoco realizar ningún proceso químico o de combustión. No emite prácticamente gases contaminantes a la atmósfera, no contribuye al cambio climático o l efecto invernadero y no tiene el problema del almacenamiento de residuos contaminantes. Además, no produce contaminación acústica, no provoca malos olores ni humos, etc. Los paneles solares exigen un importante desembolso, pero tienen una vida útil muy larga y apenas exigen costes de mantenimiento. Un panel solar tiene una vida útil de alrededor de 30-35 años. Existen diferentes tipos de paneles solares que pueden ser instalados con diferentes objetivos y a diferentes escalas. Por ejemplo, la energía solar fotovoltaica se aprovecha para crear energía eléctrica, la energía solar térmica produce calor, mientras que la termoeléctrica genera calor y electricidad a mayor escala. No cabe duda además de que la energía solar es un paso adelante para el autoabastecimiento, algo a lo que todos los seres humanos deberíamos aspirar. Por ejemplo, el uso de paneles solares podría ser muy útil en lugares apartados y desfavorecidos a donde no llegue la instalación eléctrica habitual.

Desventajas de la energía solar

panel solar Si bien es cierto que, como ya hemos visto, la energía solar presenta numerosas ventajas, también tiene algunos aspectos menos positivos o que todavía se deben pulir. Por un lado, la energía solar requiere de una elevada inversión inicial. Aunque han bajado de precio, los paneles solares e instalaciones para aprovechar la energía del sol son bastante caros, aunque los fabricantes aseguran que se amortizan en 10 años. Además, en numerosos lugares las tasas por autoabastecerse con energía solar también son muy elevadas, por lo que obtener rentabilidad se antoja complicado. Además, es un tipo de energía que depende de la climatología o de la época del año en que nos encontremos, es decir, no produce la misma cantidad de energía regularmente, aunque sí se puede almacenar para usarse en épocas de mayor escasez de rayos solares. Por otra parte, también está el impacto paisajístico que causan los paneles solares, sobre todo las instalaciones a gran escala. Cabe citar, por último, que muchos lugares idóneos para la instalación de la energía solar son lugares áridos y desérticos, generalmente muy apartados de la civilización o de los lugares de consumo de la energía, por lo que se necesitan de grandes infraestructuras para transportar dicha energía. En cualquier caso, los inconvenientes que presenta son subsanables y son mucho menos importantes que todas sus ventajas. Una pena que, de momento, no se aprovecha ni una pequeña parte de lo que esta energía nos puede aportar.

La energía solar presente y futuro

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La gran apuesta del futuro está 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 de eficiencia de conversión que tienen los paneles de silicio. Aunque continuamente vemos que los científicos logran aumentar este nivel de eficiencia, esto ocurre por el momento en ámbitos controlados de laboratorio y aún falta bastante para que lleguen a destino comercial.