¿Qué es la energía solar?
La energía solar es una energía renovable, que se obtiene a partir de la radiación electromagnética proveniente del sol.
Cuando hablamos de energía solar tenemos que distinguir entre dos tipos, en base a su manera de obtención. La primera es la energía solar fotovoltaica, producida por la luz emitida por el Sol; en cambio, la segunda es la energía solar térmica, obtenida mediante el calor producido por el Sol.
Las distintas tecnologías basadas en la energía solar se pueden clasificar en técnicas pasivas o activas. Esta clasificación depende de cómo se capture, convierta y distribuya la energía solar.
Las tecnologías activas engloban el uso de paneles fotovoltaicos y los colectores solares térmicos. En cambio, las tecnologías pasivas agrupan técnicas como la arquitectura bioclimática, como el diseño de espacios mediante la utilización de ventilación natural.
¿Qué es y cómo se utiliza?
Conoce los diferentes usos de esta energía solar, su funcionamiento y otros conceptos de interés.
Tecnologías actuales de energía solar
La tecnología solar fotovoltaica por excelencia hoy en día son las instalaciones de placas solares, en otras palabras, los famosos paneles solares. En concreto hay diversas tecnologías que se aplican a los paneles solares:
Células fotovoltaicas de silicio cristalino
Las células fotovoltaicas compuestas por silicio cristalino son las más comunes en el mercado, es decir, la mayoría de placas solares ofertadas están formadas por células fotovoltaicas de silicio cristalino. Es más existen dos tipos principales de placas solares, los paneles solares de silicio monocristalino y los paneles solares de silicio policristalino.
Son las más comunes en el mercado, debido a sus características materiales, el bajo coste y el fácil tratamiento de este tipo de material.
Células fotovoltaicas de capa fina
Este tipo de tecnología implica el uso de materiales para producir las placas solares, que luego estas acabaran conteniéndolos, estos materiales son sustratos como el vidrio, el plástico y distintos metales como el acero. Aunque también incluyen otros materiales como teluro de cadmio, galio, cobre o silicio amorfo.
Estos paneles solares se caracterizan por ser más finas y requieren menos materiales, lo que supone una reducción notable de los costes de producción.
Tecnología de película delgada perovskita
Las células fotovoltaicas de perovskita son una de las tecnologías que apuntan a ser lideres en un futuro. Es una tecnología muy novedosa e innovadora. ¿Por qué promete ser la más demandada en un futuro? Pues la respuesta es muy sencilla, esta tecnología tiene una alto eficiencia de potencial y fácil fabricación.
La perovskita es un tipo de cristal que hace la misma función que el silicio dentro de los paneles solares, es decir, un sustitutivo del silicio. Los elementos que componen este material son el carbonato de calcio, titanio, oxígeno y estroncio.
Células fotovoltaicas bifaciales
Las células fotovoltaicas bifaciales son capaces de captar la luz solar desde ambos lados del panel solar, sin necesidad de que este en el lado orientado al Sol. Esto permite producir energía eléctrica a partir de la luz reflejada en otras superficies como el tejado o el suelo, aportando una mayor eficiencia y aprovechando al máximo todas las posibilidades disponibles.
La parte trasera de las células fotovoltaicas bifaciales está formada por una lamina de vidrio templado doble, lo cual significa que es transparente, facilitando la captación de mas luz solar desde distintos puntos.
Células fotovoltaicas orgánicas
Las células fotovoltaicas orgánicas se fabrican a partir de materiales orgánicos, permitiendo una mayor flexibilidad comparadas con las células fotovoltaicas comunes, las células de silicio. No obstante, su eficiencia es menor.
El proceso de fabricación consiste en disolver los elementos orgánicos en tinta, para a continuación imprimirlos en plásticos delgados. Además, usan un polímero realizado mediante materiales de carbono y electrónica orgánica.
Células fotovoltaicas de concentración
Las células fotovoltaicas de concentración utilizan espejos curvos para concentrar la luz solar, esto se traduce en un aumento de la cantidad de luz solar absorbida y una mejora de la eficiencia.
Para conseguir la concentración de luz solar en el área concreta, necesitan una mayor inversión en ópticas concentradoras, sistemas de refrigeración y seguidores solares. Teniendo en cuenta los componentes necesarios, la consecuencia es un aumento en los costes.
Células fotovoltaicas de puntos cuánticos
Este ultimo tipo, las células fotovoltaicas de puntos cuánticos, utilizan materiales que son semiconductores denominados como puntos cuánticos.
Se esta investigando sobre esta nueva tecnología, ya que es muy reciente y aun no ha pasado a comercializarse masivamente. Utiliza estos puntos cuánticos para absorber la luz solar, siendo otro nuevo sustitutivo del silicio.
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Tendencias futuras de la energía solar
Hasta la fecha conocemos distintas tecnologías que se desarrollan dentro de innovaciones dentro de la energía solar. Pero... ¿y cuales serán las nuevas tendencias futuras en la energía solar? Ante esta pregunta hay muchas respuestas, es difícil de saber, pero estas son unas de las más mencionadas por los expertos:
Integración masiva de energía solar en edificios y ciudades
Aun que hoy en día cada vez hay más familias que se pasan a la energía solar. Por eso la predicción futura es un aumento de los inmuebles con paneles solares o una normalización de estos. Una de las innovaciones podría ser ventanas solares transparentes, estas pueden ser posibles ya que en algunas células fotovoltaicas se utilizan cristales transparentes, como en las células fotovoltaicas bifaciales.
Otra innovación podría ser que los tejados de los edificios o de las viviendas estén formados enteramente por paneles solares.
Energía solar flotante
La energía solar flotante se basa en sistemas solares flotantes o mejor dicho, placas solares flotantes. Estas placas solares flotantes se sitúan en lagos o embalses. En la actualidad esto ya se ha puesto en practica en distintos puntos del mundo.
Uno de los puntos fuertes para que se sigan usando en el futuro es que no ocupa un lugar de espacio terrestre, es decir, es una optimización del espacio. Además, ayuda a reducir la evaporación de agua en las áreas circundantes.
Las placas solares flotantes pueden ser iguales a las que se instalan en superficie terrestre, pero es común que los paneles solares estén formados por células fotovoltaicas bifaciales. El hecho de que sean de este tipo tiene una razón, que es poder captar la luz solar que se refleja en la superficie del agua.
Energía solar distribuida
La generación de energía solar en instalaciones pequeñas seguirá en aumento. Esto supone una mayor independencia energética y la creación de microrredes que operen de forma más resiliente y descentralizada.
La obtención de energía solar dentro de un modelo de generación distribuida consiste en la generación de energía eléctrica mediante muchas instalaciones de placas solares pequeñas, instaladas cerca de puntos de consumo o microgeneración. Por lo tanto, es un modelo de obtención de energía que se centra en un sistema descentralizado.
La microgeneración en el sector fotovoltaico sería mediante placas solares, reduciendo así las emisiones de CO2, sin depender de grandes centrales.
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Este tipo de modelo para la obtención de energía eléctrica a partir de energía solar tiene una serie de beneficios:
- Beneficios en la red eléctrica: se reducen las perdidas en la red porque al estar produciéndose energía eléctrica cerca de los puntos de consumo, se consigue transportar menos desde las grandes centrales. Esto supondría una reducción de pérdidas eléctricas para un consumidor de entre un 15-20%.
- Beneficios económicos: creación de empleo y aumento de la actividad económica.
- Beneficio medioambientales: al usar una fuente de energía renovable supone una reducción de las emisiones de CO2 y otros gases contaminantes.
Energía solar a gran escala y parques solares
Se espera que los proyectos de energía solar a gran escala, como parques solares, plantas fotovoltaicas y huertos solares. Estos proyectos seguirán en aumento debido a que pueden conseguir una gran energía limpia en la red.
Los parques solares son instalaciones de placas solares gigantes, es decir, un conjunto de placas solares que puede abarcar varias hectáreas. Se basa en miles de placas solares conectadas entre sí, junto con inversores, transformadores de alta tensión y una sala de control. No obstante, en muchas ocasiones puede constar de grandes espacios con baterías para el almacenamiento de esta energía.
Sabiendo esto, lo bueno de ese tipo de instalación es que se producen miles de vatios de energía eléctrica por segundos, por lo que funciona como una planta de energía renovable.
Innovaciones en tecnología de concentración solar
La tecnología de concentración solar se basa en la utilización de espejos en grandes cantidades para enfocar la luz solar en un área restringida y así generar energía eléctrica.
- Mayor eficiencia en la utilización de luz solar
- Almacenamiento térmico eficiente
- Generación de energía eléctrica continua
- Aplicaciones de calor de proceso e industrial
- Reducción de emisiones y sustitución de combustibles fósiles
- Mayor potencial en las zonas con alta radiación solar
- Desarrollo de tecnologías híbridas
- Contribuyen a la diversificación energética
- Aplicaciones en países en desarrollo
Energía solar espacial
Esta idea aún no se ha trasladado a la realidad, pero es muy probable que en el futuro si se realice. Esta técnica sería utilizada en el espacio, intentando captar desde ahi la energía solar y transmitirla a la Tierra a través de microondas o láseres. Después en la Tierra la energía transmitida desde el espacio sería recibida mediante antenas u otros dispositivos y convertida en energía eléctrica utilizable; para finalmente distribuir esta energía eléctrica a la red.
El potencial de la energía solar espacial es enorme, debido a la disponibilidad infinita de energía solar y a la reducción de emisiones contaminantes.
Paneles solares inteligente
Los paneles solares inteligentes son una evolución tecnológica de placas solares habituales, estas incorpora rasgos adicionales para incrementar la eficiencia y el control de la generación de energía solar.
Su objetivo es optimizar la captura y el uso de la energía solar, proporcionando datos y control en tiempo real, lo cual aporta un valor añadido.
- Seguimiento solar mejorado
- Tecnología de concentración solar
- Optimización de punto de máxima potencia
- Control remoto y adaptación
- Sistemas de almacenamiento
- Mayor durabilidad y vida útil
- Integración en edificios y redes inteligentes
Movilidad y transporte mediante energía solar
La energía solar puede utilizarse como fuente de energía en la movilidad y el transporte, y así conseguir una reducción de las emisiones a nivel mundial, si estas prácticas se ponen en funcionamiento para todas las ciudades.
Se pueden observar algunas formas en las que esta energía se puede aplicar al transporte; como por ejemplo, los vehículos eléctricos solares que funcionan mediante placas solares instaladas en los techos de los vehículos; transporte público solar, mediante la equipación de placas solares en el techo de autobuses o tranvías eléctricos; bicicletas o scooters eléctricos solares; placas solares en infraestructuras de carga; celdas solares flexibles integradas o incluso aplicaciones marítimas o aéreas.
Células fotovoltaicas de perovskita
La diferencia entre las células fotovoltaicas normales y las células fotovoltaicas de perovskita es su estructura. Las células fotovoltaicas de perovskita tienen una estructura cristalográfica única que supone una alta efectividad para convertir fotones de luz solar en energía eléctrica utilizable.
El funcionamiento es semejante a las otras placas solares tradicionales, un semiconductor absorbe la energía solar y comienza un flujo de electrones, que se captura y convierte en energía eléctrica.
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Tiene una serie de ventajas utilizas las células fotovoltaicas de perovskita para las placa solares:
- Mayor eficiencia, superando a las placas solares tradicionales
- Menor coste, debido a que es un matreirla sintético que puede producirse a bajo coste
- Mäs flexibles, ligeros y semitransparentes
Beneficios de invertir en tecnología solar
Si queremos salvaguardar el planeta y poder seguir nuestro modelo de vida actual, la única solución es utilizar una fuente de energía renovable como la energía solar. Esta tiene una serie de ventajas por las que se hace indispensable que siga en funcionamiento y la continua investigación en el futuro.
- No produce residuos y es la solución para frenar el cambio climático
- Es una fuente de energía inagotable
- Permite un ahorro notable en la factura de la luz
- Existen subvenciones que la hacen más asequible
Por esto es importante seguir invirtiendo en nuevas instalaciones y concienciarnos sobre la necesidad de cambiar a una fuente de energía renovable como lo es la energía solar. Podemos encontrar muchas empresas instaladoras de placas solares que faciliten el proceso y que instalen en el menor tiempo posible placas solares en nuestra vivienda, empresa o comunidad de vecinos.
