Imprimir

Energía Solar

FUNDAMENTOS

El SOL es una estrella compuesta fundamentalmente por hidrógeno. Obtiene su energía a partir de una reacción de fusión nuclear en la que participa el hidrógeno que la conforma. En efecto, núcleos de átomos de ese elemento chocan violentamente por la alta temperatura existente en el SOL y dan origen un gas inerte llamado Helio, liberando a la vez enormes cantidades de energía. Esta energía se desprende del núcleo solar en forma de partículas y principalmente de radiaciones de muy variada longitud de onda, que cubren un muy amplio espectro dentro del que se encuentra una estrecha banda que es la luz visible, es decir los rayos solares que podemos ver con nuestros ojos.

Nuestro planeta tal como los demás cuerpos celestes que giran en torno al SOL, reciben esta radiación con una intensidad que es inversamente proporcional a la distancia que los separa y en todos ellos se convierte en calor, calentando su superficie y la atmósfera respectiva y siendo re-irradiados al espacio como ondas de una longitud distinta de la original. Cada cuerpo celeste alcanza así una temperatura distinta, que equilibra la energía que recibe con la que re-irradia siendo más cálidos los más cercanos al SOL y más fríos los más lejanos a él. En el caso de la TIERRA, la distancia que nos separa hace que la radiación que recibe su superficie y atmósfera genera una temperatura y un ambiente que posibilita la vida en las formas que conocemos. Los seres vivos en ella son capaces de nutrirse de la energía incidente, desarrollarse en una variedad de formas que interactúan entre si y reproducirse sin sufrir daño gracias a la atmósfera, que actúa como un filtro importante, reteniendo las radiaciones nocivas del espectro.

APLICACIONES

La radiación en las partes altas de la atmosfera alcanza a unos 1.360 Watts/m2 y por la acción de la atmosfera y de los gases absorbentes, se reduce al nivel de 1000 watts/m2 en un día claro y a pleno sol a nivel de la superficie terrestre.

Asi entonces, la energía solar se encuentra dispersa sobre toda la superficie terrestre iluminada por el SOL. Esta energía puede ser captada y aprovechada directamente mediante distintos dispositivos inventados por el hombre con objetivos y usos diferentes como se puede apreciar en el cuadro que se presenta a continuación.

Se puede distinguir claramente 2 grandes aplicaciones de esta energía:

Captación térmica
Se refiere a captar la energía radiante que recibimos y transformarla de inmediato en calor, con aplicaciones activas o pasivas. Estas últimas se encuentran en el campo de la arquitectura y se refieren a captar el calor en muros o fachadas y aprovecharlo para calentar o hacer circular el aire dentro de una habitación. Las aplicaciones activas se refieren a captar la radiación para transformarla en calor y calentar fluidos. Dependiendo del nivel de calefacción que se pretende alcanzar es posible utilizar el fluido para distintos fines: en el rango de temperaturas más bajas para calefacción de piscinas o como agua caliente necesaria en nuestras casas ; en el rango medio como vapor para mover una turbina y generar energía eléctrica y, finalmente, en el rango de mayores temperaturas para calentar aire u otros fluidos logrando una alta capacidad de realizar trabajo o de almacenar una gran cantidad de energía. En rigor, los 2 últimos casos requieren concentrar la radiación para alcanzar un nivel de temperatura adecuado en el fluido calentado. En la primera ello no es necesario y por lo tanto son aplicaciones más sencillas y de uso cotidiano.

Captación Fotónica:
se refiere al hecho de utilizar la energía contenida en los fotones, que son partículas que componen la luz y que son capaces de activar a determinados átomos (como el silicio, por ejemplo) y provocar en ellos el desprendimiento de electrones, produciendo energía eléctrica. Esta es la base de la generación fotovoltaica de energía eléctrica, que encuentra muchas aplicaciones en la actualidad. Otra aplicación de tipo fotónico está en las plantas dotadas de clorofila, capaces de realizar la fotosíntesis lo que da por resultado la fijación del CO2 del aire y su incorporación en la estructura de la planta, acumulando biomasa y liberando oxigeno. Tambien hay otras reacciones de tipo foto-químico aunque con menor importancia práctica.

Algunos ejemplos de sistemas solares :

Central térmica de espejos parabólicos con seguimiento del sol en 1 eje.

Detalle de sistema de concentración y captación solar.

Espejo concentrador parabólico con seguimiento en 2 ejes y motor Stierling operado con aire.

Central térmica de concentración solar con espejos y torre central, seguimiento en 2 ejes.

Central de generación fotovoltaica.

Componentes de Instalación fotovoltaica domiciliaria típica para auto-consumo.

Grupo de colectores solares planos para Agua caliente sanitaria (ACS) destinados a vivienda multifamiliar, institución o industria.

Baterias de colectores solares planos sobre cubierta de viviendas multifamiliares.

Colectores solares planos integrados arquitectónicamente en un edificio institucional.

Batería de colectores solares planos emplazados sobre un edificio.

Colectores solares planos emplazados sobre una cubierta de tejas.

Colector solar plano con tubos de cobre

Colector de tubos al vacío en configuración de termosifón.

Batería de colectores al vacío en configuración SPLIT