Energía Renovable - Solar

La energía Solar es la que utiliza al Sol como Fuente de Energía directa.
Esta energía viene siendo utilizada desde los primeros tiempos de la humanidad desde su uso como calentamiento directo de la propia casa (mediante una adecuada orientación), iluminación natural (directa o redirigida mediante espejos) e incluso para la generación de fuego mediante lentes.
Actualmente la utilización de esta energía se ha centrado en los siguientes sistemas de utilización:

• Térmica (solar), es una de las más antiguas en su utilización junto con la eólica y la de biomasa. Dentro de estos sistemas tenemos:
  • Por calentamiento directo, (huecos de ventanas, invernaderos, chimeneas solares, ...) mediante una adecuada orientación pudiéndose mejorar sus efectos mediante la concentración de los rayos solares para elevar la energía incidente, a través de paramentos reflectantes, espejos o lentes y también a través del efecto invernadero que impide la salida de los rayos infrarrojos emitidos por los objetos calentados por el sol. Este sistema se ha venido utilizando para calentar la vivienda, cocinar, hacer fuego, etc.
  • Por calentamiento diferido, (paneles solares térmicos, muros trombe, inercia térmica en materiales constructivos, mejora en el funcionamiento de sistemas de calentamiento directo, ...) la clave en estos sistemas está en la inercia térmica que es la capacidad de todos los materiales de almacenar una cantidad de energía y posteriormente devolverla al medio con lo que se consigue un mayor número de posibles aplicaciones en donde podemos aplicar esta energía además de mejorar considerablemente la energía por calentamiento directo. Dentro de los elementos que se suelen utilizar para conseguir esa inercia tenemos:
    • Materiales sólidos, (muros, paredes, ...) es la de mayor uso y mediante una buena utilización es la que consigue mayores efectos al menor coste. Aquí es fundamental la orientación, disposición y diseño de los diferentes elementos.
    • Geles, entre los más utilizados están los geles térmicos que son capaces de absorber y desprender la energía almacenada a una temperatura determinada. Se suelen utilizar en coordinación con otros sistemas de energías renovables como la geotérmica.
    • Fluidos, desde agua a diversos compuestos para evitar problemas de evaporación y congelación (amoniaco, bromuro de litio). Son utilizados para transferir la energía del punto de captación (colectores térmicos planos, al vacío,...) al lugar de uso.
    • Gases, como el aire que a través de su calentamiento se disminuye su peso con lo que se genera un movimiento ascendente que se usa principalmente como sistema de ventilación. Las chimeneas solares suelen utilizar para mejorar su comportamiento materiales de gran inercia en la boca de salida utilizándose en coordinación de la energía geotérmica para el acondicionado de la ventilación.

• Fotovoltaica (solar), es la transformación de la energía del sol en energía eléctrica mediante diversos sistemas, dentro de ellos tenemos:
  • Paneles Fotovoltaicos, paneles que aprovechan el efecto fotoeléctrico (que permite la conversión de la luz directa del sol en electricidad), estos pueden ser de distintos materiales con diferente eficiencia energética y coste de producción. Independientemente del material utilizado la eficiencia se puede mejorar mediante una orientación continua y la concentración de una mayor superficie de rayos de sol en la propia célula solar. Entre los materiales podemos encontrar:
    • Silicio dopado, es el más utilizado actualmente aunque resulta caro de fabricación y su rendimiento se sitúa en torno al 12% con un coste aproximado de 8€/vatio. Existen tres tipos según su cristalización (monocristalinos, policristalinos y amorfos) siendo más eficientes aunque más caros los de cristales de gran tamaño pudiendo llegar al 20% de eficiencia. Actualmente solo hay seis plantas de producción de este material y se está trabajando para abrir próximamente una séptima en España, en los Barrios (Cádiz) impulsada por Endesa, Isofotón y la Junta de Andalucía.
      (Para aumentar el voltaje el silicio se dopa que consiste en sustituir algunos átomos de silicio por átomos de otros elementos. A estos últimos se les conoce con el nombre de impurezas. Dependiendo del tipo de impureza con el que se dope al semiconductor puro o intrínseco aparecen dos clases de semiconductores los de tipo N y los de tipo P)
    • Plástico Orgánico que actualmente está consiguiendo un aumento considerable de rendimiento frente al máximo teórico del 5% de este tipo de materiales mediante la utilización de paneles solares orgánicos con cédulas llegando a un rendimiento del 6%. La principal ventaja está en su coste de 0,1€/vatio. (Está siendo desarrollado por Los científicos del Instituto de ciencia y tecnología de Gwangju, Corea del Sur)
    • GaInP2/GaAs/Ge que pueden llegar al 28,3% mediante un sistema llamado Ultra Triple Junction (UTJ). Este sistema ha sido desarrollado por Boing-Spectrolab. Esta misma empresa afirma haber obtenido un nuevo panel solar con un 41,7% de eficiencia con un coste de 3€/vatio pero aun no han desvelado los materiales empleados.
    • Zinc-Manganesio-Teluro combinado con átomos de Oxígeno, este sistema puede llagar a conseguir hasta el 45% de eficiencia. (desarrollado por Lawrence Berkeley National Laboratories)
    • Cadmio-Teluro puede alcanzar rendimientos del 12% por 1€/vatio desarrollado por la empresa AVA Solar.
    • Dióxido de titanio conocido también por DSC (Dye Solar Cell) puede ser descrita como una especie de “fotosíntesis artificial”, en la que un electrolito, una capa de óxido de titanio y un pigmento de rutenio, se colocan en el interior de un sandwich de cristal.
    • Y distintas otras combinaciones...

• Sistemas térmicos eléctricos, consisten en sistemas térmicos solares que, a través de sistemas complementarios, generan electricidad. Los hay de distintos tipos:
  
  
  
  • Central Térmica Solar, son grandes extensiones de espejos (heliostats) que orientan los rayos solares hasta un punto en donde al calentar un fluido mueven una turbina que a su vez genera electricidad.
    
  • Torre eólico-solar, consiste en acelerar lo máximo posible el aire para hacerlo pasar por un generador eólico. La forma de acelerar el aire utiliza dos sistemas de forma conjunta, por un lado mediante el calentamiento del volumen de aire que va a pasar por la torre y por otro la diferencia de presión debido a la altura.

• Iluminación (solar), es la más extendida y utilizada. La utilización de la luz solar como fuente de iluminación además de contribuir a un gran ahorro nos da una calidad lúminica dificilmente igualable, sin olvidar sus efectos terapéuticos.