ENERGÍA SOLAR
La
energía solar es la
energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el
Sol.
al final de su vida útil, los paneles
fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícil mente reciclable al día de hoy.La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es de aproximadamente 1000
W/
m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como
irradiación.La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias.La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones. La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmósfera, recibe el nombre de
constante solar y tiene un valor medio de 1354
W/
m² (que corresponde a un valor máximo en el
perihelio de 1395
W/
m² y un valor mínimo en el
afelio de 1308
W/
m²).
Según informes de
Greenpeace, la energía solar foto voltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.
La Tierra recibe 174
petavatios de radiación solar entrante (
insolación) desde la capa más alta de la
atmósfera.
Aproximadamente el 30% es reflejada de vuelta al espacio mientras que el resto es absorbida por las nubes, los océanos y las masas terrestres. El
espectro electromagnético de la luz solar en la superficie terrestre está ocupado principal mente por
luz visible y rangos de
infrarrojos con una pequeña parte de
radiación ultravioleta Se estima que la energía total que absorben la atmósfera, los océanos y los continentes puede ser de 3.850.000
exajulios por año.. En 2002, esta energía en un segundo equivalía al consumo global mundial de energía durante un año.
La
foto síntesis captura aproximadamente 3.000 EJ por año en biomasa, lo que representa solo el 0,08% de la energía recibida por la Tierra.. La cantidad de energía solar recibida anual es tan vasta que equivale aproximadamente al doble de toda la energía producida jamás por otras fuentes de energía no renovable como son el
petróleo, el
carbón, el
uranio y el
gas natural.
| Flujo Solar Anual y Consumo de energía humano |
|---|
| Solar | 3,850,000 EJ |
| Energía eólica | 2,250 EJ |
| Biomasa | 3,000 EJ |
| Uso energía primario (2005) | 487 EJ |
| Electricidad (2005) | 56.7 EJ | | | | | | | |
Los
paneles solares fotovoltaicos tienen,un rendimiento en torno al 15 % y no producen calor que se pueda reaprovechar -aunque hay líneas de investigación sobre paneles híbridos que permiten generar energía eléctrica y térmica simultánea mente. son muy apropiados para instalaciones sencillas en azoteas y de
autoabastecimiento -proyectos de electrificación rural en zonas que no cuentan con red eléctrica-, aunque su precio es todavía alto. Para incentivar el desarrollo de la tecnología con miras a alcanzar la paridad -igualar el precio de obtención de la energía al de otras fuentes más económicas en la actualidad-, existen primas a la producción, que garantizan un precio fijo de compra por parte de la red eléctrica. En el
caso de Alemania, Italia o España.También se estudia obtener energía de la
foto síntesis de
algas y
plantas, con un rendimiento del 3%.
Energía Fototermica
Los Sistemas foto térmicos convierten la radiación solar en calor y lo transfieren a un fluido de trabajo. El calor se usa entonces para calentar edificios, agua, mover turbinas para generar electricidad, secar granos o destruir desechos peligrosos. Los Colectores Térmicos Solares se dividen en tres categorías:
- Colectores de baja temperatura. Proveen calor útil a temperaturas menores de 65º C mediante absorbedores metálicos o no metálicos para aplicaciones tales como calentamiento de piscinas, calentamiento doméstico de agua para baño y, en general, para todas aquellas actividades industriales en las que el calor de proceso no es mayor a 60º C, por ejemplo la pasteurización, el lavado textil, etc.
- Colectores de temperatura media. Son los dispositivos que concentran la radiación solar para entregar calor útil a mayor temperatura, usualmente entre los 100 y 300º C. En esta categoría se tienen a los concentradores estacionarios y a los canales parabólicos, todos ellos efectúan la concentración mediante espejos dirigidos hacia un receptor de menor tamaño. Tienen el inconveniente de trabajar solamente con la componente directa de la radiación solar por lo que su utilización queda restringida a zonas de alta insolación.
- Colectores de alta temperatura. Existen en tres tipos diferentes: los colectores de plato parabólico, la nueva generación de canal parabólico y los sistemas de torre central. Operan a temperaturasposibilidades de días nublados son remotas.
Tecnología y usos de la energía solar
Clasificación por tecnologías y su correspondiente uso más general:
Energía solar activa: para uso de baja temperatura ( entre 35 °C y 60 °C,se utiliza en casas ),de media temperatura, alcanza los 300 °C,y de alta temperatura, llega ha alcanzar los 2000 °C.Esta última,se consigue al incidir los rayos solares en espejos,que van dirigidos a un reflector,que lleva a los rayos a un punto concreto. También puede ser por Centrales de Torre y por Espejos Parabólicos.
- Energía solar pasiva: Aprovecha el calor del sol sin necesidad de mecanismos o sistemas mecánicos.
- Energía solar térmica: Es usada para producir agua caliente de baja temperatura para uso sanitario y calefacción.
- Energía solar fotovoltaica: Es usada para producir electricidad mediante placas de semiconductores que se alteran con la radiación solar.
- Energía solar termoeléctrica: Es usada para producir electricidad con un ciclo termodinámico convencional a partir de un fluido calentado a alta temperatura (aceite térmico)
- Energía solar híbrida: Combina la energía solar con otra energía. Según la energía con la que se combine es una hibridación:
- Energía eólico solar: Funciona con el aire calentado por el sol, que sube por una chimenea donde están los generadores.
La instalación de centrales de energía solar en la zonas marcadas en el mapa podría proveer algo más que la energía actualmente consumida en el mundo (asumiendo una eficiencia de conversión energética del 8%), incluyendo la proveniente de
calor,
energía eléctrica,
combustibles fósiles, etcétera. Los colores indican la
radiación solar promedio entre
1991 y
1993 (tres años, calculada sobre la base de 24 horas por día y considerando la nubosidad observada mediante satélites).
Otros usos de la energía solar y ejemplos más prácticos de sus aplicaciones:
