ENERGIA SOLAR Es la en ener ergí gía a ra radi dian ante te prod odu uci cida da en el Sol como resultado de rea eacc ccio ione nes s nu nucl clea earres es.. Llega a la Tie ierrra en forrma de radiación a fo tra ravé vés s del es espa paci cio o en cuantos de energía llam ll amad ados os fo foto tone nes, s, qu que e interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres. La energía solar es generada por la llamada fusión nuclear que es la fuente de todas las estrellas del universo universo.. La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que la Tierra está a su distancia prom pr omed edio io de dell So Sol, l, se ll llam ama a co cons nsta tant nte e so sola lar, r, y su valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min./cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años. La intensidad de energía real disponible en la superficie terres estr tre e es men eno or qu que e la co con nst sta ant nte e so sola larr deb ebid ido o a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con la atmósfera. La in inte tens nsid idad ad de en ener ergí gía a so sola larr di disp spon onib ible le en un pu punt nto o determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, predecible, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía solar que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor. El hombre puede transformar la energía solar en energía térmica o eléctrica. En el primer caso la energía solar es aprrov ap ovec echa hada da pa para ra el elev evar ar la temperatura de un fl flui uido do,, como por ejemplo el agua. Y en el segundo caso la energía
luminosa del sol es transportada por sus fotones de luz luz,, incide sobre la superficie de un material semiconductor, eje jemp mplo lo:: el si sili lici cio o que fo forrma la las s células fotovoltaicas, fabr fa bric icad adas as pa para ra qu que e me medi dian ante te de es esta tas s lo los s co cole lect ctor ores es sola so larres ca capt pten en la en ener ergí gía a y pu pued edan an al alma mace cena narla rla en lo los s acu cumu mullad ado ores es,, prod odu uci cien endo do el mov ovim imie ien nto de ci cier erto tos s elec el ectr tron ones es qu que e co comp mpon onen en la estructura atómica de la materia.. materia Un movimiento de electrones produce una corriente eléctrica que se utiliza como fuente de energía de componentes eléctricos o bien electrónicos. Es el caso del principio de funcionamiento de las calculadoras solares. Estas Esta s ce cent ntra rale les s de en ener ergí gía a so sola larr están en todo el mundo. En latitudes de 60º, cada metro cuadrado de un colector solar recibe unos mil kilovatios / hora de energía solar en un año y puede usar aproximadamente la mitad de esa energía para calentar agua. En latitudes de 35º, un colector parecido recibe el doble.
Energía fotovoltaica Los sistemas de energía fotovoltaica permiten la tran tr ansf sfor orma maci ción ón de la lu luz z so sola larr en en ener ergí gía a el eléc éctr tric ica, a, es decir, la conversión de una partícula luminosa con energía (fotón) en una energía electromotriz electromotriz (voltaica). El elemento principal de un sistema de energía fotovoltaica es la célula fotoeléctrica, un di disp spos osit itiv ivo o co cons nstr trui uido do de silicio (extraído de la arena común).
Los pa pane nele les s so sola larres es está tán n constituidos por cientos de estas células, que conexionados adecuadamente suministran voltajes suficientes para, por ejemplo, la recarga de unas baterías. Tienen utilidad en múltiples campos, desde el ámbito doméstico, hasta los satélites artificiales. Cuando la energía luminosa incide en la célula fotoeléctrica, existe un desprendimiento de electrones de los lo s át átom omos os qu que e co comi mien enza zan n a ci cirrcu cula larr li libr brem emen ente te en el mate ma teri rial al.. Si me medi dimo mos s el vo volt ltaj aje e exi xist sten ente te en entr tre e lo los s do dos s extremos del material (positivo y negativo) observaremos que qu e exi xist ste e un una a di dife ferren enci cia a de po pote tenc ncia iall en entr tre e 0, 0,5 5 y 0, 0,6 6 voltios. Si le aplica cam mos una carga eléctri ric ca, veremos que es posible obtener una corriente de 28 miliamperios por cada cen entí tíme metr tro o cu cuad adra rado do il ilu umi min nad ado o. He Hemo mos s co con nve vert rtiido el dispositivo en una especie de batería eléctrica, que permanecerá aportando energía indefinidamente en tanto reciba iluminación. Pero esta pequeña cantidad de energía es insuficiente e inútil, si no somos capaces de obtener mayores voltajes y corrientes que permitan aplicaciones prácticas. Para ello se diseñan en cada oblea cientos de diodos diodos,, los cuales, interconectados en serie y paralelo son capaces de suministrar tensiones de varios voltios, así como corrientes del orden de amperios. Este sistema básico de generación de energía por medio de la luz solar, puede obtener un rendimiento mayor si se disponen dispositivos de control adecuados. Posteriormente, la energía obtenida debe ser almacenada para que pueda ser utilizada por la noche, en que la
ause senc nciia de lu luz z no per ermi mitte su obte ten nci ció ón dir irec ecta ta.. Los paneles pane les solares solares pueden pueden acoplarse acoplarse en forma forma modular, modular, ello permite que puedan pasar de un sistema doméstico de generación de energía, a otro más potente para industrias o instalaciones de gran consumo consumo..
Ventajas y fotovoltaica
Desventajas
de
la
energía
solar
La ener energí gía a foto fotovo volt ltai aica ca es limp limpia ia,, inag inagot otab able le,, simp simple le y silenciosa. Es la energía que mejor se adapta para integrarla en sitios urbanos. Su ubicación cercana a los sitios de consumo permite disminuir pérdidas de energía por transmisión. El desarrollo fotovoltaico genera empleos y ya es una industria sólida que está teniendo un crecimiento inmenso desde los años ‘90 en adelante en lugares como Estados Unidos, Europa y Japón. Los in inco conv nven enie ient ntes es de es este te si sist stem ema a de ge gene nera raci ción ón de energía, no es tanto el origen de esa energía, el Sol, que excede nuestras necesidades, ni tampoco la materia prima de donde se extrae el silicio, consistente en arena común muy abundante en nuestras playas; se trata de la técnica de construcción de las obleas, excesivamente compleja y cara. Un segundo motivo, es el rendimiento obtenido y el espacio de terreno ocupado por los elementos captadores. Como co Como cont ntra rapu punt nto o a su sus s in inco conv nven enie ient ntes es,, es un si sist stem ema a ideal para instalar en lugares remotos donde no sea posible tender cableados eléctricos o disponer de personal de mantenimiento mantenimiento,, tales como teléfonos de emergencia en determinadas zonas (autopistas, alta montaña, etc.), faros marinos en costas poco accesibles, boyas en bajos marinos peli pe ligr gros osos os pa para ra la na nave vega gaci ción ón qu que e se sea a pr prec ecis iso o se seña ñala lar, r, equipos de salvamento a bordo de buques, etc. Sin em Sin emba barrgo go,, ha hay y va vari rias as ba barrrer eras as qu que e im impi pide den n un us uso o masivo de la energía
fotovo foto volt ltai aica ca:: po porr un la lado do su sus s pr prec ecio ios s co cont ntin inúa úan n si sien endo do altos. El mercado, o la demanda, sigue siendo pequeña y por lo tanto la escala de producción continúa siendo baja, esto hace que los precios sean altos. Estos precios altos mantie man tienen nen el mer mercad cado o re restr string ingido ido,, un ver verdad dader ero o cír círcul culo o vicioso. Por otro lado los proveedores de paneles fotovoltaicos se encuentran con dificultad para obtener módulos. La razón fundam fun dament ental al para para este des desaba abaste stecim cimien iento to estrib estriba a en la limitada oferta de silicio de grado semiconductor, comp co mpon onen ente te fu fund ndam amen enta tall de lo los s pa pane nele les s fo foto tovo volt ltai aico cos. s. Aunq nqu ue el si sili lici cio o es un ma matter eria iall mu muy y abu bund ndan ante te en la tierra, su depuración y cristalización está en manos de 6 empresas a nivel mundial. Actualmente la demanda de este componente se cifra en 13.000 toneladas anuales, con una previsión internacional de 150.000 toneladas en 2015. La industria fotovoltaica mundial ha crecido a un ritmo del 33% desde 1999, aunque en el último año el incremento ha llegado al 60% y ha hecho saltar las alarmas sobre el abastecimiento futuro de celdas fotovoltaicas.