Definición de energía solar con ejemplos y usos

Definición de energía solar con ejemplos y usos
La definición de energía solar es la energía que proviene del sol y que podemos capturar gracias a la radiación solar. El concepto de energía solar a menudo se usa para referirse a la energía eléctrica o térmica que se obtiene utilizando radiación solar.

Esta fuente de energía representa la fuente de energía primaria en la Tierra. Debido a que es una fuente inagotable, se considera energía renovable.

De esta energía, se derivan muchas otras fuentes de energía, como:

Energía eólica, que aprovecha el poder del viento. El viento se genera cuando el sol calienta grandes volúmenes de aire.
Combustibles fósiles: provienen de un proceso extremadamente largo de descomposición de partículas orgánicas. Los descomponedores orgánicos eran en gran medida plantas fotosintetizantes.
Energía hidráulica, que aprovecha la energía potencial del agua. Sin radiación solar, el ciclo del agua no sería posible.
La energía de la biomasa, una vez más, es el resultado de la fotosíntesis de las plantas.
Este tipo de energía renovable es una alternativa a los combustibles fósiles que no emiten gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono.

Ejemplos de energía solar
Algunos ejemplos de energía solar incluyen lo siguiente:

Los paneles solares fotovoltaicos generan electricidad; Estas instalaciones se utilizan en casas, refugios de montaña, etc.
Plantas de energía fotovoltaica: son extensiones significativas de paneles fotovoltaicos cuyo objetivo es generar electricidad para suministrar la red eléctrica.
Los automóviles solares usan células fotovoltaicas para convertir la radiación solar en electricidad para conducir un motor eléctrico.
Coachadoras solares: están hechos de un sistema parabólico para concentrar la luz del sol hasta un punto para elevar la temperatura y poder cocinar.
Sistemas de calentamiento: con energía térmica solar, se puede calentar un fluido que se puede usar en un circuito de calentamiento.
El calentamiento de la piscina es un circuito fluido simple en el que circula el agua a lo largo de un conjunto de colectores térmicos solares expuestos al sol.
Calculadoras: Algunos dispositivos electrónicos tienen un pequeño panel solar para suministrar energía al circuito eléctrico.
La ventilación solar es un tipo de energía solar que utiliza el calor del sol para ventilar un espacio. A menudo se usa en hogares y edificios para mejorar la calidad del aire y reducir los costos de energía. La ventilación solar se puede usar para ventilar una sola habitación o un edificio completo.
La fotosíntesis es una forma natural que las plantas usan para convertir la energía solar en energía química.
Tipos de energía solar
Hay tres tipos de tecnologías de energía solar:

Energía solar fotovoltaica: los paneles solares fotovoltaicos están compuestos por un material que, cuando la radiación solar ataca, libera electrones y genera una corriente eléctrica.
Energía solar térmica: este sistema aprovecha la capacidad de calor de los rayos del sol. La radiación solar se convierte en energía térmica para calentar un fluido que se puede usar para calentar el agua caliente doméstica. En las centrales eléctricas solares, se genera vapor y, posteriormente, electricidad.
La energía solar pasiva es un recurso para aprovechar el calor solar sin usar recursos externos. Por ejemplo, los arquitectos pueden orientar casas y decidir dónde colocar ventanas, considerando dónde se recibirá la radiación solar. Esta técnica se conoce como arquitectura bioclimática.
¿Cómo se produce la energía solar?
Desde un punto de vista físico, la energía solar se produce en el sol a través de una sucesión de reacciones nucleares. Cuando esta energía nos llega a la tierra, podemos aprovecharla de muchas maneras:

Paneles solares con células fotovoltaicas. Los paneles fotovoltaicos están hechos de un material que, al recibir luz, ioniza y libera directamente un electrón. De esta manera, la radiación solar se transforma en energía eléctrica.
Uso de colectores solares diseñados para convertir la radiación solar en energía térmica. Su propósito es calentar un fluido que circula por dentro. En este caso, no tenemos electricidad, pero tenemos fluido a una temperatura alta que se puede usar en muchas aplicaciones.
La energía solar concentrada es un sistema que refleja toda la iluminación solar a un punto focal para alcanzar altas temperaturas. Esta tecnología se utiliza en plantas termosolares para la generación de energía.
Los sistemas de energía solar pasiva utilizan energía solar sin ninguna entrada de energía externa. Por ejemplo, los diseños arquitectónicos permiten la máxima radiación solar en invierno y evitan el exceso de calor en verano.
Tipos de paneles solares
El término paneles solares se usa para ambos métodos (fotovoltaicos y térmicos). En cualquier caso, el diseño es significativamente diferente dependiendo del tipo de tecnología solar para la que se utilizará:

El panel térmico solar utiliza rayos solares para calentar un líquido que transfiere calor a un fluido y luego calienta agua. Los calentadores de agua solar se usan en casas para obtener agua caliente.
El panel fotovoltaico explota las propiedades de elementos semiconductores particulares colocados en células solares. Las células solares producen energía eléctrica cuando se someten a radiación solar. Gracias al llamado efecto fotovoltaico, la exposición al sol provoca el movimiento de electrones en un componente (generalmente silicio), generando una corriente eléctrica continua.
El panel solar de concentración también utiliza una serie de espejos parabólicos con una estructura lineal. El objetivo de estos espejos es concentrar la radiación solar a un punto focal para alcanzar las temperaturas lo suficientemente altas como para generar vapor.
Usos de la energía solar

Aprovechar el poder del sol: una guía para los fotovoltaicos
La energía solar tiene muchos usos y aplicaciones que se pueden resumir en tres puntos:

DHW de agua caliente doméstica
La calefacción de agua solar se usa para suministrar agua caliente doméstica (DHW) y calentamiento para hogares y pequeños complejos de construcción. Se han construido plantas de energía solar que, utilizando turbinas de vapor, convierten el calor almacenado en electricidad.

Sin embargo, estos prototipos no se han utilizado ampliamente debido al bajo rendimiento de estas centrales eléctricas en comparación con los altos costos y el suministro de electricidad irregular.

Generación de electricidad
Los paneles fotovoltaicos se utilizan en sistemas solares aislados para alimentar dispositivos lejos de las redes eléctricas (sondas espaciales, repetidores telefónicos a gran altitud, etc.). También se utilizan en aplicaciones con demandas de energía tan bajas que una conexión con la red eléctrica no sería económica (señales ligeras, parques de estacionamiento, etc.).

Estos dispositivos deben estar equipados con acumuladores capaces de acumular el exceso de electricidad producido durante el día para alimentar el equipo por la noche y durante los períodos turbios, generalmente baterías solares.

También se usan en grandes sistemas conectados a la red, aunque la fuente de alimentación es variable en condiciones diarias y estacionales. Por lo tanto, es difícil de predecir y no programable.

Esta discontinuidad hace que sea difícil satisfacer la demanda de electricidad en cualquier momento, a excepción de la producción con un amplio margen de seguridad por encima de los picos de la demanda anual. Sin embargo, al ser el pico de producción de plantas de energía solar en el verano, logra compensar la mayor demanda interna debido a los aires acondicionados.

¿Cuáles son los pros y los contras de la energía solar?
El uso de energía solar implica pros y contras específicos.

Las principales críticas o inconvenientes son:

Alto costo de inversión por kilovatio obtenido.
Ofrece muy alta eficiencia.
El rendimiento obtenido depende del horario solar, el clima y el calendario. Por esta razón, es difícil saber qué potencia eléctrica podremos obtener en un momento dado. Este inconveniente desaparece con otras fuentes de energía, como la energía nuclear o fósil.
La cantidad de energía que se necesita para hacer un panel solar. La producción de paneles fotovoltaicos requiere mucha energía, a menudo utilizando fuentes de energía no renovables como el carbón.
Por otro lado, debe considerar los beneficios de la energía solar:

Sus defensores apoyan la reducción de costos y las ganancias de eficiencia debido a las economías de escala y mejoras tecnológicas en futuros sistemas solares.
Con respecto a la ausencia de esta fuente de energía por la noche, también señalan que se alcanza el pico máximo del consumo eléctrico durante el día, es decir, durante la producción máxima de energía solar.
Es una fuente de energía renovable. En otras palabras, es inagotable.
Es energía no contaminante: no genera gases de efecto invernadero y, por lo tanto, no contribuye a agravar el problema del cambio climático.
Autor: Oriol Planos - Ingeniero técnico industrial