Aprovechamiento de la energía solar: guía completa para una energía limpia y fiable

La energía solar ha sido usada por los humanos durante miles de años para cultivar, mantenerse calientes, secar alimentos, etc. La luz solar es un recurso energético gratuito disponible en nuestro planeta. Investigaciones han demostrado que la energía del sol a la Tierra en una hora supera el requisito energético total de un año entero. Esta energía solar se usa hoy para calentar hogares y negocios, calentar agua y alimentar dispositivos. La energía solar es energía renovable limpia ya que no produce contaminantes ni gases de efecto invernadero. Hoy conocerás la definición, aplicaciones, tipos, ventajas e inconvenientes de la energía solar. También aprenderás cómo el sol se convierte en energía solar.

¿Qué es la energía solar?

La energía solar es luz radiante y calor del sol que se aprovecha usando una gama de tecnologías en constante evolución como calefacción solar, fotovoltaica, energía solar térmica, arquitectura solar, plantas de energía de sal fundida y fotosíntesis artificial. Es una fuente efectiva de energía renovable, claramente caracterizada como solar pasiva o activa según cómo capturan y distribuyen la energía solar o la convierten en potencia solar.

Las técnicas comunes para obtener energía solar son sistemas fotovoltaicos, energía solar de concentración y calentamiento solar de agua. Todas son técnicas solares activas. Las técnicas solares pasivas implican orientar un edificio hacia el sol, seleccionar materiales con masa térmica favorable o propiedades dispersantes de luz, y diseñar espacios que circulen aire naturalmente. Finalmente,

La tecnología de energía solar es la capacidad de convertir la luz del sol en energía utilizable. Se hace de diversas formas para proporcionar calor, luz, agua caliente, electricidad e incluso refrigeración a hogares, edificios, etc.

Aplicaciones de la energía solar

Las aplicaciones de la energía solar son tan vastas que se ha convertido en una mejor opción para la mayoría de consumidores, empresas y organizaciones. La energía solar ayuda a generar energía más verde y ahorrar en facturas energéticas. A continuación las aplicaciones en sus diversas formas:

• Calentamiento solar de agua
• Calefacción solar de edificios
• Destilación solar
• Bombeo solar
• Secado solar de productos agrícolas y animales
• Hornos solares
• Cocina
• Generación de energía eléctrica solar
• Producción de energía termoeléctrica solar
• Invernaderos solares

Diagrama de energía solar:

Tipos de energía solar

Los diversos tipos de energía solar incluyen sistemas fotovoltaicos, células solares de película delgada, sistemas de calentamiento solar de agua, plantas de energía solar y calefacción solar pasiva.

Sistemas fotovoltaicos:

Es una de las formas más comunes de usar energía solar, también conocida como sistemas de células solares ya que produce electricidad directamente de la luz solar. Los sistemas fotovoltaicos usan la misma tecnología empleada en relojes y calculadoras alimentados por el sol. Un material semiconductor se usa en estos sistemas para absorber la luz solar creando una reacción que genera electricidad. En el proceso de conversión, la energía solar libera electrones de sus átomos, haciéndolos fluir a través del material semiconductor y producir energía.

Las células solares se combinan típicamente en módulos que contienen unas 40 células, que pueden medir varios metros de lado. Su tamaño y forma ajustables permiten que los arrays fotovoltaicos de placa plana se monten en ángulo fijo orientados al sur, o se acoplen a un dispositivo de seguimiento solar. Esto permite capturar la mayor luz solar a lo largo del día. Se requerirían varios arrays fotovoltaicos para proporcionar suficiente potencia a un hogar. Cientos de arrays serían necesarios para una gran empresa eléctrica o aplicaciones industriales.

Célula solar de película delgada (thin-film solar cell):

Estos tipos de energía solar son células solares de película delgada que usan capas de materiales semiconductores de pocos micrómetros de espesor. Han hecho posible que las células solares sirvan también como tejas, azotejas, fachadas de edificios, o acristalamiento para claraboyas o atrios, maximizando el uso del espacio disponible desde donde se captaría la luz solar.

Sistemas de calentamiento solar de agua:

Otro tipo de energía solar es el agua caliente solar; como su nombre indica, el agua se calienta usando el calor del sol. Esta idea viene directamente de la naturaleza: el agua somera de un lago o la zona somera de una playa suele estar más caliente que el agua profunda. Esto es porque la luz solar puede calentar el fondo del lago o la orilla en zonas someras, calentando el agua. Los sistemas de calentamiento solar de agua para edificios constan de dos partes: el colector y un tanque de almacenamiento. Tecnología similar se usa a menudo para calentar piscinas.

Plantas de energía solar (solar power plants):

Estos tipos de energía solar se usan en aplicaciones industriales y pueden ser gestionadas por organizaciones para alimentar una zona geográfica determinada. Esto puede lograrse de tres formas: sistema de canal parabólico, sistema plato/motor y sistema de torre de potencia.

En los sistemas de canal parabólico, la energía del sol se captura mediante espejos curvos rectangulares largos inclinados hacia el sol. Esta luz calienta un tubo que contiene aceite, este aceite se calienta y luego se usa para hervir agua en un generador de vapor convencional para producir electricidad.

En el sistema plato/motor, el calor del sol se recoge y concentra en un receptor a través de un plato espejado. Este plato tiene forma de satélite muy grande. El receptor absorbe el calor y lo transfiere al fluido dentro de un motor, lo que hace que el fluido se expanda contra un pistón o turbina. Por tanto, se produce potencia mecánica para accionar un generador o alternador que produce electricidad. Finalmente,

Un sistema de torre de potencia usa un gran campo de espejos para concentrar la luz solar en la parte superior de una torre, donde un receptor contiene sal fundida. El calor de la sal se usa para generar electricidad a través de un generador de vapor convencional.

Calefacción solar pasiva (passive solar heating):

Estos tipos de energía solar no son un concepto nuevo. Un buen ejemplo es ventanas orientadas al sur, que reciben más luz solar. Los edificios también pueden incorporar materiales como suelos y paredes soleados que absorben y almacenan el calor del sol. Estos materiales se calientan durante el día y liberan lentamente el calor por la noche cuando más se necesita. Otras características de diseño incluyen un espacio solar similar a invernaderos.

Mira el vídeo siguiente para aprender cómo el sol se convierte en energía solar:

Ventajas e inconvenientes de la energía solar

Ventajas:

• La fuente de energía solar es renovable
• Costes de mantenimiento bajos
• Reduce las facturas de electricidad
• Capaz de alimentar diversas aplicaciones
• Desarrollo tecnológico

Inconvenientes:

• Alto coste de instalación
• Dependiente del clima
• La energía solar es costosa
• Asociada a contaminación (fabricación/eliminación)
• Usa mucho espacio

Leer más: Formas de energía: energía cinética y potencial

Conclusión

Las técnicas comunes para obtener energía solar son sistemas fotovoltaicos, energía solar de concentración y calentamiento solar de agua. Todas son técnicas solares activas. La tecnología de energía solar es la capacidad de convertir la luz del sol en energía utilizable. Se hace de diversas formas para proporcionar calor, luz, agua caliente, electricidad e incluso refrigeración a hogares, edificios, etc. En este artículo se han discutido la definición, aplicaciones, tipos, ventajas e inconvenientes de la energía solar. También aprendiste cómo el sol se convierte en energía solar.

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