La energía solar es una de las formas más comunes y conocidas de energía renovable. Se basa en la captación de la radiación solar mediante paneles solares fotovoltaicos y su conversión en energía eléctrica. En el caso de captar dicha radiación para aprovechar su energía térmica o calorífica, se utilizan colectores o captadores solares para calentar y almacenar el agua para su uso higiénico, residencial o industrial. Existen también los sistemas híbridos que combina las dos anteriores.
A continuación, detallamos el funcionamiento, aplicaciones, ventajas y desventajas de la energía solar.
¿Cómo funcionan los paneles solares?
Los paneles solares están compuestos por células fotovoltaicas, que son dispositivos semiconductores que convierten la energía de la luz en energía eléctrica. Cuando la luz del sol incide sobre las células, los electrones se excitan y se mueven, generando una corriente eléctrica. Esta corriente se acumula en un sistema de almacenamiento, como son las baterías, y se utiliza para alimentar cargas eléctricas.
¿Qué tipos de paneles solares se utilizan?
Los paneles o placas solares fotovoltaicas difieren según su tecnología de fabricación y podemos encontrar los siguientes tipos:
- Placas solares monocristalinas: Están hechas a partir de un cristal único de silicio y son uno de los tipos más eficientes y costosos. Su eficiencia puede oscilar entre el 17% y el 23 % aproximadamente.
- Placas solares policristalinas: Se fabrican de múltiples cristales de silicio y son más económicas que las placas monocristalinas. Su eficiencia ronda oscila entre el 14% y el 16% aproximadamente.
- Placas solares de células amorfas o de capa fina: Las células solares amorfas están hechas de una película delgada de silicio amorfo que se aplica mediante vapor sobre un sustrato de vidrio o plástico. Este tipo de células tienen una eficiencia energética más baja que las células solares cristalinas, pero su producción es más sencilla y barata. Además, las células amorfas son más resistentes a la temperatura y pueden producir energía eléctrica incluso en condiciones de luz difusa. También son más flexibles y ligeras que las células cristalinas, lo que las hace adecuadas para aplicaciones en superficies curvas y móviles.
- Placas solares de nitruro de galio: Utilizan una tecnología muy avanzada de semiconductores de nitruro de galio que sustituyen a los de silicio. Se espera que en un futuro se implante masivamente en el campo de la energía fotovoltaica.
Es importante tener en cuenta que la eficiencia de las placas solares es sólo uno de los factores a considerar al elegir el tipo de placa que mejor se adapta a tus necesidades. Otros factores incluyen el costo, la durabilidad, la disponibilidad y la calidad de la fabricación.
¿Qué son los colectores o captadores solares térmicos y cómo se clasifican?
Los colectores solares son dispositivos que recogen la energía solar y la transforman en energía térmica o calor para su uso en el hogar o en la industria.
Los podemos clasificar según la cantidad de temperatura que puedan alcanzar. Así, tenemos los colectores de baja temperatura, que llegan hasta unos 50 grados y que se utilizan para calefacción y el agua caliente sanitaria. Los de media temperatura (hasta los 90 grados) que se aplican en los mismos usos que el anterior, pero que incorporan una cubierta transparente para evitar la pérdida de calor. Y, finalmente, los de alta temperatura (hasta los 150 grados) que se usan para producir vapor y mover las turbinas que permiten generar electricidad en centrales térmicas.
Hay diferente tipos de colectores solares: los colectores de placa plana con cubierta, los de placa plana sin cubierta, los concentradores parabólicos y los de tubo de vacío.
- Los de placa plana con cubierta: Son aquellos que tienen una placa plana que recoge la energía solar y una cubierta de vidrio que permite el paso de la luz y protege las placas contra los elementos externos. Estos colectores son ideales para sistemas de calefacción de agua y para el uso en sistemas de climatización.
- Los de placa plana sin cubierta: En este caso la placa está expuesta a los elementos externos. Estos colectores son menos eficientes que los de placa plana con cubierta, pero son más económicos y fáciles de instalar.
- Los concentradores parabólicos: Son aquellos que utilizan una forma parabólica para concentrar la luz solar y generar una mayor cantidad de energía térmica. Estos colectores son más eficientes que los de placa plana, pero requieren un seguimiento continuo del sol para mantener la concentración. Con ellos se consiguen altas temperaturas y su uso y aplicación es industrial.
- Los de tubos de vacío: Son aquellos que utilizan tubos de vidrio (parecidos a los fluorescentes) y una cámara de vacío para recoger la luz solar y transferir el calor a un fluido térmico. Estos colectores son muy eficientes en climas fríos y en aplicaciones de calefacción, ya que el vacío aísla la placa y ayuda a reducir la pérdida de calor.
¿Dónde se utiliza la energía solar?
La energía solar se utiliza en una variedad de aplicaciones, desde la generación de electricidad en centrales solares a pequeña escala, hasta su uso en sistemas de calefacción y refrigeración, iluminación y cocina. En el sector residencial, se emplean paneles solares para generar electricidad y calentar el agua de las casas. En el sector industrial, se utilizan sistemas solares para alimentar equipos y maquinaria, en la generación de vapor y en la producción de energía térmica. También se aplica en el transporte, en infraestructuras de recarga y en la energía derivada de instalaciones fotovoltaicas.
¿Qué ventajas tiene la energía solar?
La energía solar tiene varias ventajas, como la ausencia de emisiones contaminantes y la reducción de la dependencia de combustibles fósiles. Además, es una fuente de energía abundante y renovable y su tecnología es cada vez más eficiente y asequible. También es una forma de generar energía descentralizada, lo que permite a las comunidades y las empresas independizarse de los suministros de energía centralizados.
A pesar de sus ventajas, también tiene algunas desventajas. Una de ellas es que sólo se puede generar electricidad mientras el sol brille, lo que implica la necesidad de almacenar energía para uso nocturno o en días nublados. Además, la instalación de paneles solares puede ser costosa y requiere un gran espacio físico. También, la eficiencia de los paneles solares disminuye con el tiempo y requieren mantenimiento.
