POSIBILIDADES DE PRODUCIR MEDIANTE LA ENERGÍA SOLAR Y EÓLICA ENERGÍA
ELÉCTRICA EN MI COMUNIDAD
Energía eólica
(del viento) La energía del viento ha sido utilizada por cientos de años para
bombear agua y moler granos. En tiempos más recientes, el viento se ha venido
utilizando para generar electricidad en Europa, Norteamérica, la India, China,
Sudáfrica y Brasil. Los molinos de viento, grandes y pequeños, generan
electricidad porque la fuerza del viento hace girar sus aspas. La energía del
viento es quizás el medio más económico
y adecuado para reemplazar la
generación de electricidad a gran escala mediante combustibles fósiles. Para que la energía eólica dé buenos
resultados, se necesitan vientos fuertes y constantes. Las áreas costeras, las planicies abiertas y los pasos de montaña son los sitios más
adecuados para aprovechar la energía del viento. En la mayoría de los lugares el viento nunca es constante y por esto
las turbinas de viento necesitan baterías
para almacenar la electricidad o un sistema de respaldo para generar
energía (paneles solares o generadores alimentados con gas).
Energía eólica (del
viento) a pequeña escala En ciertos lugares del mundo se utilizan turbinas
de viento para cargar baterías que suministran electricidad a los hogares. Sin
embargo, tomando en cuenta su
dependencia en un viento constante, la necesidad de tomar cuidadosas
medidas para instalarlas y mantenerlas, y su alto costo, quizás no sea ésta la
mejor opción para suministrar electricidad a los hogares y las aldeas. Aunque a
primera vista las turbinas de viento pueden parecer una opción más adecuada que
los paneles solares ya que son quizás menos costosas, a la larga requieren más
reparaciones y mantenimiento.
MOLINO DE VIENTO PERSONAL
PARA GENERAR ENERGÍA EÓLICA
Como
venimos contándoles día a día en Erenovable, la energía
eólica es
una de las energías renovables más prometedoras. Pero como
aquí vemos, suele ser a escala industrial. No son tantas las alternativas que
vemos en el mercado para los particulares, aunque parece que al fin comienzan a
ver la luz algunos ejemplos, en los que podemos deciros que la energía eólica
cobra cierto protagonismo en nuestras vidas.
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¿QUÉ ES LA ENERGÍA EÓLICA?
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La energía eólica es la energía
cuyo origen proviene del movimiento de masa de aire, es decir que genera
su energía a partir de las fuerza del viento.
En la tierra el movimiento de
las masas de aire se deben principalmente a la diferencia de
presiones existentes en distintos lugares de esta, moviéndose de
alta a baja presión, este tipo de viento se llama viento geoestrofico.
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Acostumbrados a la energía eléctrica, quizás
la fuerza de la energía eólica que se podría necesitar estaría ubicada
en zonas específicas del planeta, y donde encontraríamos los vientos
llamados vientos locales, entre estos están las brisas
marinas que producen debido a la diferencia de temperatura entre el
mar y la tierra , también están los llamados vientos de montaña que
se producen por el calentamiento de las montañas y esto afecta en la densidad
del aire y hace que el viento suba por la ladera de la montaña o baje por esta
dependiendo si es de noche o de día. Son vientos que soplan con mucha fuerza y
que podría ejercer la energía necesaria para su aplicación en nuestra vida
cotidiana.
En la actualidad, muchos de estos aerogeneradores
se colocan en el lecho marino, ya que son zonas con menos impacto
paisajístico y se pueden aprovechar mejor los vientos marinos, más violentos.
En cualquier caso, los aerogeneradores, para su correcto funcionamiento, deben tener una ubicación y orientación
correcta, y estar a salvo de barreras naturales que dificulten el paso del
aire, ya sean naturales (montañas, cordilleras, valles) como artificiales
(edificios, carreteras, etc).
Así podemos tener nuestro propio molino de
viento personal, que genere la energía del viento de la que os hablamos tal
y como ves a continuación.
Molino de viento personal para generar energía
eólica
La
energía eólica no se produce tan solo con el hecho de que los vientos soplen
con fuerza,
necesitamos molinos de viento y que sean una especie de transmisor o
herramienta para que nosotros podamos hacer uso de esta energía.
Los diseñadores croatas Ines Vlahovic y Mladen
Orešic han creado la Wing Personal Windmill, y como el nombre en
inglés dice, es un “ala”, un molino de viento personal. Es
transportable, muy liviano, y se dobla para que lo puede llevar una persona a
la espalda como si fuese un bolso, así que podemos buscar el punto, la cumbre,
o la zona que queramos, y en ella instalar nuestro molino de viento personal.
La Wing produce suficiente electricidad
para satisfacer necesidades primarias de una persona que anda en
movimiento, como por ejemplo un campista , o alguien que esté
trabajando siempre a la intemperie.
Puede servirnos además para recargar la
batería de un teléfono móvil, una notebook o directamente a pequeñas lámparas.
La idea de los diseñadores era proveer energía en
zonas remotas, como un campamento, la playa, zonas rurales, etc. Pero al
parecer ha tenido éxito y se la aceptó como para ser utilizada en los hogares
como una fuente secundaria de energía, el invento ganó el premio INDEX
Awards of 2007: Design to Improve Life, al diseño que mejora la vida
diaria.
¿POR QUÉ TENER UN MOLINO DE
VIENTO PERSONAL PARA GENERAR ENERGÍA?
El molino de viento que te hemos mostrado
anteriormente solo es uno de los ejemplos que existen en el mercado para
aprovechar la energía del viento. Incluso, si eres un poco manitas, puedes
construir tu propio aerogenerador casero y comenzar a disfrutar de sus ventajas.
Una de ellas es que no se trata de un aparato
grande que necesite de una gran instalación. Se puede colocar en
casi cualquier sitio y no precisa casi de mantenimiento. Este tipo
de aerogeneradores caseros tampoco provoca un gran impacto en casas o
edificios, uno de los principales inconvenientes a la hora de montar sistemas
de energía autónomos en un bloque con vecinos.
Por qué no decirlo, instalar un molino de viento
para uso personal también es un cuestión ética y moral, que nos hará sentirnos
mejor con nosotros mismos, a sabiendas de que estamos haciendo lo correcto para
contribuir con nuestro pequeño grano de arena al desarrollo de las energías
limpias y renovables.
Tener nuestro propio molino de viento para uso
personal puede proporcionar muchos beneficios, del mismo modo que la energía
eólica también podría ser susceptible de usarse aún mucho más a gran escala.
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Por otro lado, cabe resaltar que estos molinos de
viento personal están especialmente pensados para servir de energía
de apoyo a nuestro suministro habitual. Es decir, con un aerogenerador
casero de pequeñas dimensiones no vas a poder sostener todo el gasto
energético de tu hogar, pero sí vas a poder ahorrar algo de energía en esas
pequeñas acciones cotidianas, como puede ser cargar el teléfono móvil.
Además, de esta manera no levantarás ninguna sospecha a las empresas
eléctricas y de gas natural, siempre preparadas para detectar algún sistema
de autoabastecimiento que repercute en nuestra factura (para bien) y en sus
ganancias (para mal).
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PUNTOS EN CONTRA DE LOS AEROGENERADORES CASEROS
Uno de los principales puntos en contra es el
escaso desarrollo de estas tecnologías, que ha provocado la aparición de aparatos
ruidosos y de escaso rendimiento. En algunos casos, su coste inicial era
muy elevado y su impacto visual bastante grande. En la actualidad, los
aerogeneradores para el hogar son muchos más discretos y silenciosos, como
puedes comprobar con la Wing Personal Windmill.
Por otro lado, está el tema del viento,
de su intensidad y dirección. Para que un aerogenerador funcione a buen
rendimiento, es necesario que esté correctamente orientado e instalado en
el lugar correcto. Si vives en una zona con fuertes vientos, no lo dudes, pero
si el viento brilla por su ausencia, quizá un aerogenerador no sea la mejor
solución para ti (¿por qué no pruebas con la energía solar?).
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA
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La energía eólica es una energía renovable,
es decir, nunca se agota porque es producida por la propia naturaleza.
Además, al ser una energía renovable frena el progresivo agotamiento de otros
combustibles fósiles que sí tienen fecha de caducidad, por así
decirlo, como el petróleo o el carbón.
La energía eólica es una de las
más baratas. Tradicionalmente se ha considerado al carbón como la energía más
barata, mientras que hoy en día lo es la nuclear. Sin embargo, la energía
eólica resulta más barata que ambas, por no hablar del coste de las
reparaciones en las plantas nucleares.
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La energía eólica genera energía eléctrica sin
que exista un proceso de combustión, lo que es mucha más respetuoso desde el
punto de vista del medio ambiente. La energía eólica es
totalmente natural y evita la emisión de gases y sustancias contaminantes a
la atmósfera, previniendo así el cambio climático.
Además, crear electricidad a través de la energía
eólica no ahonda en problemas como el efecto invernadero, la
lluvia ácida, ni contribuye a destruir la capa de ozono.
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Entre las
desventajas de la energía eólica
Podríamos citar el coste de las instalaciones a
gran escala, que necesitan de la construcción de enormes “molinos” con un alto
coste. Eso sí, son capaces de generar mucha energía. Estos molinos también
provocan otro de los “problemas” de la energía eólica, y es el impacto
paisajístico que producen, es decir, modifican enormemente el paisaje.
Pero, ¿acaso no lo hace cualquier otro tipo de industria?
Otros de los problemas que trae aparejados la
energía eólica pero que pueden ser subsanables es su impacto sobre la fauna de
lugar, sobre todo en lo referente a los trayectos que realizan las aves
migratorias, las cuáles muchas veces son “cazadas” por las enormes aspas de
los molinos o, en ocasiones, cambian sus rutas por el temor a estas enormes
estructuras.
Por otro
lado, la energía eólica es limpia y renovable.
Sí, pero necesita de una constante fuente de
alimentación, en este caso el viento, la cual puede ser variable y
puede depender de numerosos factores. Por ello, el emplazamiento de los
aerogeneradores debe estar muy estudiada para, como hemos dicho,
evitar impactos paisajísticos y en la fauna del lugar, pero también para elegir
el lugar perfecto, donde el viento llegue sin obstáculos a los aerogeneradores,
entendiendo como obstáculos, todos aquellos elementos naturales
(accidentes geográficos como montañas o cordilleras) o artificiales (creados
por el hombre, caso de edificios) que pudieran entorpecer el paso del aire
hacia los aerogeneradores.
Para subsanar los errores que acabamos de comentar,
se está intentando promover la implantación de la energía eólica marina.
¿Esto qué es? Es una forma de producir energía que también se basa en la
energía del viento, pero en este caso los aerogeneradores están situados en el
mar o en el océano (a un mínimo de tres millas de la costa. ¿Qué se consigue
con esto? Se elimina en gran medida el impacto paisajístico y se aprovechan
también mejor las corrientes de aire oceánicas (además, no hay obstáculos
naturales ni artificiales al paso del aire).
Entre los inconvenientes, o aspectos no probados de
esta energía eólica marina está saber cómo afectan las vibraciones de los
aerogeneradores a la fauna marina y las complicadas infraestructuras necesarias
para transportar la energía producida en el mar a tierra, que
requieren a su vez de un importante desembolso económico (la solución usada
hasta ahora es construir cableado por debajo del fondo marino).
Energía solar
Cuando sentimos que el sol calienta nuestros cuerpos o el
aire dentro de la casa, se debe a la energía solar. Existen diferentes técnicas
para aprovechar con eficiencia la energía solar para calentar agua para
purificar el agua, y para cocinar alimentos o calentar una casa La energía
solar puede usarse también para producir electricidad.
La energía solar requiere del uso de paneles solares
(fotovoltáicos) o celdas solares para capturar la luz del sol y transformarla
en electricidad. Como el sol no siempre está brillando, la electricidad
producida debe almacenarse en baterías antes de utilizarla para alimentar
sistemas de iluminación, motores y otras máquinas.
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La instalación de un sistema de energía solar puede resultar costosa
porque requiere paneles solares, baterías y otros componentes. Sin embargo,
los rayos solares nos llegan gratuitamente (y se renuevan sin fin). Los
sistemas de energía solar necesitan muy pocos gastos y mantenimiento después
de instalados. El mayor costo de mantenimiento de un sistema solar es el
cambio de baterías cada 3 a 5 años, y el reemplazo de los paneles solares si
se rompen.
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El
microcrédito ayuda a financiar la energía solar.
La mayor
parte de las casas en Sri Lanka no están conectadas a la red nacional de
distribución eléctrica. Sin embargo, Sri Lanka es una isla muy soleada, como
todos los demás países tropicales.
En 1991 una organización llamada SELF (Fondo
para la Luz Eléctrica Solar) vino a Sri Lanka para ayudar a la gente a generar
electricidad valiéndose de la luz solar.
SELF no podía regalar los equipos solares de
generación eléctrica, así que concibió un esquema para que la gente pague por
sus propios sistemas. En asociación con una organización sin fines de lucro de
Sri Lanka crearon una “cooperativa solar”. La cooperativa estableció un fondo
para microcréditos. Los miembros de la cooperativa aportaban una pequeña cuota
inicial al fondo para que se instalara un sistema de energía solar en sus
hogares, y luego pagaban mensualmente pequeñas sumas durante ocho años. A
medida que el fondo iba creciendo, más y más familias pudieron valerse de éste
para obtener sus propios sistemas de generación solar. Tras 5 años, las
primeras 48 familias ya habían aportado suficiente al fondo de microcrédito
para permitir que 25 familias más compraran sistemas de energía solar.
Basados en estos buenos resultados, SELF comenzó
a trabajar con Sarvodaya, la ONG más grande de Sri Lanka, con más de 3 millones
de miembros. SELF y Sarvodaya crearon un programa de “Semillas Solares” que
logró traer la electricidad mediante generación solar a 100 comunidades. El
programa instaló sistemas solares de demostración en los centros comunitarios,
escuelas y templos budistas. SELF luego organizó un fondo de microcrédito para
ayudar a los miembros de
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Sarvodaya a comprar equipos solares de generación eléctrica para sus
casas. El programa comenzó con 300 hogares. Unos años más tarde, era tal el
éxito logrado que Sarvodaya comenzó a concebir un programa solar para un
“millón de hogares”.
Miles de hogares de las zonas rurales de Sri Lanka tienen ahora
electricidad.
Valiéndose de los microcréditos, miles de personas más tendrán
electricidad dentro de poco tiempo. Si prosiguen con sus labores de esta
manera, es posible que Sri Lanka se convierta un día en el primer país del
mundo alimentado exclusivamente por energía solar.
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Cuando pensamos en la energía solar, son muchas
las ventajas que vienen a nuestra cabeza, parece que este tipo de
energía se nos ofrece día tras día con la salida del sol y, al ser España un
lugar tan favorecido por esta estrella, se convierte en un tipo de energía que
podríamos calificar como interesante.
·
La más importante de todas las ventajas es
que este tipo de energía no contamina. Se trata de una energía
mucho más limpia que otras como la energía nuclear, y no digamos ya que las
energía basadas en combustibles fósiles.
·
Al estar hablando de la energía solar podemos
afirmar que es una fuente inagotable. Es decir, se trata de una energía
renovable que proviene de una fuente inagotable que es el sol, por lo que no
hay que preocuparse porque se vaya acabando, al menos no en muchos millones de
años.
·
Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo
para zonas donde el tendido eléctrico no llega (zonas rurales,
montañosas, islas), o es dificultoso y costoso su traslado.
·
Los sistemas de captación solar que se suelen
utilizar son de fácil mantenimiento, lo que facilita su elección.
·
Vas a ahorrar dinero a medida que
la tecnología va avanzando, mientras que el costo de los
combustibles fósiles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez son más
escasos.
·
La única inversión es el coste inicial de la
infraestructura, pues no requiere de ningún combustible para su
funcionamiento, y se puada amortizar a los 5 años de su implantación.
·
La energía solar fotovoltaica no requiere ocupar
ningún espacio adicional, pues puede instalarse en tejados y edificios.
·
La disponibilidad de energía solar reduce la
dependencia de otros países para el abastecimiento de energía de la población.
·
Es un sector que promueve la creación de empleo, necesario para la
fabricación de células y paneles solares, como para realizar la instalación y
el mantenimiento de la misma.
·
Es un tipo de energía que está en alza. Cada vez más gente apuesta por
este tipo de energía para abastecer sus hogares, y los gobiernos y empresas
parece que, poco a poco, comienzan a darse cuenta de la importancia de apostar
por fuentes de energía limpias y alternativas.
DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA SOLAR
Cuando pensamos en las desventajas de
este tipo de energía renovable, suele costarnos mucho más pensar en algo en
concreto salvo que estéticamente, no queda especialmente bonito cuando se
decide instalarlo en los campos o en las casas. Pero si afinamos un poco más el
ojo crítico, hay que reconocer que la energía solar todavía presenta algunos
inconvenientes, pero la mayoría de ellos, al contrario que con otras energías
contaminantes, pueden ser subsanados.
·
Pero además, el nivel de radiación de esta
energía fluctúa de una zona a otra, y lo mismo ocurre entre una
estación del año y otra, lo que puede no ser tan atractivo para
el consumidor.
·
Cuando se decide utilizar la energía solar para una
parte importante de la población , se necesitan grandes extensiones de
terreno, lo que dificulta que se escoja este tipo de energía.
·
Además, otra de las desventajas, es que
inicialmente requiere una fuerte inversión económica a la que
muchos consumidores no están dispuestos a arriesgarse. Sin embargo, también es
cierto que, a nivel familiar, este desembolso inicial en unos pocos paneles
solares se suele recuperar en un plazo que ronda los 5 o 7 años.
·
Muchas veces se debe complementar este método de
convertir energía con otros, como por ejemplo las
instalaciones de agua caliente y calefacción, requieren una bomba que haga
circular el fluido.
·
Los paneles solares todavía no son capaces de ser o
suficientemente eficientes, o al menos, podrían serlo mucho más. Cada vez hay
soluciones más avanzadas en este aspecto, pero lo cierto es que para que los
paneles solares sean eficaces todavía se depende mucho de la zona donde se
coloquen, es decir, están limitados a zonas con gran incidencia de los rayos
solares.
·
Los lugares donde hay mayor radiación,
son lugares desérticos y alejados, (energía que no se
aprovecha para desarrollar actividad agrícola o industrial,
etc…)
E V A
L U A C I
Ó N
Ya habiendo realizado la lectura y utilizado alguna técnica para
resaltar las ideas principales, (como subrayado u obtener la idea principal por
párrafo, emite un escrito que argumente las posibilidades que hay hoy en día de
que instales tu propio generador eólico o solar en tu comunidad para producir
la electricidad, en un mínimo de 6 renglones por la producción de energía
eólica y 6 por la energía solar.
Posibilidades de uso de Energía Eólica en mi comunidad
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Posibilidades de uso de Energía Solar en mi comunidad
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La energía solar
Indudablemente
es el sol la mayor fuente de energía de nuestro planeta, prácticamente toda la
energía a excepción de la nuclear podríamos
decir tiene su u origen en esta fuente inagotable. Cada día el sol nos envía
tanta energía que podría satisfacer cualquier demanda, sin embargo aún no
tenemos la tecnología necesaria para aprovecharla en su totalidad y a eso
también tendríamos también que agregar que no hay la suficiente voluntad
política, ya que dependemos en gran parte del negocio trasnacional que tiene
las petroleras. Por eso cada vez se abre camino la tesis de poder aprovechar
esta energía, que es segura, limpia, llega para todos, no genera efectos
secundarios malsanos, en fin todo lo que podríamos encontrar de ventajoso, así
que se hace necesario que podamos darnos cuenta de todas estas inmensas
posibilidades y empezar a generar alternativas que hagan viable
tecnológicamente esta fuente de energía y poderla aprovechar. Así que empecemos
a revisar las tecnologías actuales que aprovechan esta fuente energética y ver
que investigaciones se hacen para el futuro para aprovecharla al 100%, además
hay que motivar a nuestros estudiantes para que empiecen a ver esta energía
como algo accesible y posible y empezar a experimentar con ella, así que veamos
un poco sobre este interesante tema.
El
Sol, fuente de vida y origen de las demás formas de energía que el hombre ha
utilizado desde los albores de la historia, puede satisfacer todas nuestras
necesidades, si aprendemos cómo aprovechar de forma racional la luz que
continuamente derrama sobre el planeta. Ha brillado en el cielo desde hace unos
cinco mil millones de años, y se calcula que todavía no ha llegado ni a la
mitad de su existencia.
El
Sol produce una enorme cantidad de energía: aproximadamente 1,1 x 1020
KiloWatios hora cada segundo (1 KiloWatio hora es la energía necesaria para
iluminar una bombilla de 100 Watios durante 10 horas). La atmósfera exterior
intercepta aproximadamente la mitad de una billonésima parte de la energía
generada por el sol, o aproximadamente 1.5 trillones
(1.500.000.000.000.000.000) de KiloWatios hora al año. Sin embargo, debido a la
reflexión, dispersión y absorción producida por los gases de la atmósfera, sólo
un 47% de esta energía, o aproximadamente 0.7 trillones
(700.000.000.000.000.000) de KiloWatios hora alcanzan la superficie de la
tierra.
Esta energía es la que pone en marcha la "maquinaria" de la Tierra. Calienta la atmósfera, los océanos y los continentes, genera los vientos, mueve el ciclo del agua, hace crecer las plantas, proporciona alimento a los animales, e incluso (en un largo período de tiempo) produce los combustibles fósiles. Nosotros dependemos de la energía de las plantas, el agua, el viento y los combustibles fósiles para hacer funcionar nuestras industrias, calentar y refrigerar nuestras viviendas y para mover nuestros sistemas de transporte.
La cantidad de energía que se consume
en el mundo anualmente es aproximadamente 85 billones (85.000.000.000.000) de
KiloWatios hora. Esto es lo que se puede medir, es decir la energía que se
compra, vende o comercializa. No hay forma de saber exactamente qué cantidad de
energía no comercial consume cada persona (por ejemplo cuanta madera se quema,
o que cantidad de agua se utiliza en pequeños saltos de agua para producir
energía eléctrica). Según algunos expertos esta energía no comercial puede
constituir como mucho una quinta parte del total de energía consumida. Aunque
fuera este el caso, la energía total consumida por el mundo significaría sólo
1/7.000 de la energía solar que incide sobre la superficie de la tierra cada
año. (1)
Esta energía es la que pone en marcha la "maquinaria" de la Tierra. Calienta la atmósfera, los océanos y los continentes, genera los vientos, mueve el ciclo del agua, hace crecer las plantas, proporciona alimento a los animales, e incluso (en un largo período de tiempo) produce los combustibles fósiles. Nosotros dependemos de la energía de las plantas, el agua, el viento y los combustibles fósiles para hacer funcionar nuestras industrias, calentar y refrigerar nuestras viviendas y para mover nuestros sistemas de transporte.
La cantidad de energía que se consume
en el mundo anualmente es aproximadamente 85 billones (85.000.000.000.000) de
KiloWatios hora. Esto es lo que se puede medir, es decir la energía que se
compra, vende o comercializa. No hay forma de saber exactamente qué cantidad de
energía no comercial consume cada persona (por ejemplo cuanta madera se quema,
o que cantidad de agua se utiliza en pequeños saltos de agua para producir
energía eléctrica). Según algunos expertos esta energía no comercial puede
constituir como mucho una quinta parte del total de energía consumida. Aunque
fuera este el caso, la energía total consumida por el mundo significaría sólo
1/7.000 de la energía solar que incide sobre la superficie de la tierra cada
año. (1)
Sería poco racional no intentar aprovechar, por todos los medios técnicamente
posibles, esta fuente energética gratuita, limpia e inagotable, que puede
liberarnos definitivamente de la dependencia del petróleo o de otras
alternativas poco seguras, contaminantes o, simplemente, agotables.
Es
preciso, no obstante, señalar que existen algunos problemas que debemos
afrontar y superar. Aparte de las dificultades que una política energética
solar avanzada conllevaría por sí misma, hay que tener en cuenta que esta
energía está sometida a continuas fluctuaciones y a variaciones más o menos
bruscas. Así, por ejemplo, la radiación solar es menor en invierno,
precisamente cuando más la solemos necesitar.
Es de vital importancia proseguir con el desarrollo de la todavía incipiente
tecnología de captación, acumulación y distribución de la energía solar, para
conseguir las condiciones que la hagan definitivamente competitiva, a escala
planetaria.(2)
¿Qué
se puede obtener con la energía solar?
Básicamente, recogiendo de forma
adecuada la radiación solar "energía
solar", podemos obtener calor y electricidad.El calor se logra mediante los captadores o colectores térmicos, y la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación.
Hablemos primero de los sistemas de aprovechamiento térmico. El calor recogido en los colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc. Incluso podemos climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del año.
También, y aunque pueda parecer extraño, otra de las más prometedoras aplicaciones del calor solar será la refrigeración durante las épocas cálidas .precisamente cuando más soleamiento hay. En efecto, para obtener frío hace falta disponer de una «fuente cálida», la cual puede perfectamente tener su origen en unos colectores solares instalados en el tejado o azotea. En los países árabes ya funcionan a pleno rendimiento acondicionadores de aire que utilizan eficazmente la energía solar.
Las aplicaciones agrícolas son muy amplias. Con invernaderos solares pueden obtenerse mayores y más tempranas cosechas; los secaderos agrícolas consumen mucha menos energía si se combinan con un sistema solar, y, por citar otro ejemplo, pueden funcionar plantas de purificación o desalinización de aguas sin consumir ningún tipo de combustible.
Las «células solares», dispuestas en paneles solares, ya producían electricidad en los primeros satélites espaciales. Actualmente se perfilan como la solución definitiva al problema de la electrificación rural, con clara ventaja sobre otras alternativas, pues, al carecer los paneles de partes móviles, resultan totalmente inalterables al paso del tiempo, no contaminan ni producen ningún ruido en absoluto, no consumen combustible y no necesitan mantenimiento. Además, y aunque con menos rendimiento, funcionan también en días nublados, puesto que captan la luz que se filtra a través de las nubes.
La electricidad que así se obtiene puede usarse de manera directa (por ejemplo para sacar agua de un pozo o para regar, mediante un motor eléctrico), o bien ser almacenada en acumuladores para usarse en las horas nocturnas. También es posible inyectar la electricidad generada en la red general, obteniendo un importante beneficio.
Si se consigue que el precio de las células solares siga disminuyendo, iniciándose su fabricación a gran escala, es muy probable que, para la tercera década del siglo, una buena parte de la electricidad consumida en los países ricos en sol tenga su origen en la conversión fotovoltaica. (3)
Cómo
se fabrican las celdas fotovoltaicas?
La construcción de celdas fotovoltaicas se ha
generalizado debido a la falta de sistemas de redes eléctricas y a las grandes
áreas rurales y despobladas que el mundo posee actualmente; desde la década del
90’ la tecnología fotovoltaica se emplea para suministrar electricidad a
diferentes aplicaciones como sistemas de telefonía satelital, educación vía
satélite, seguridad y control de plataformas marinas no tripuladas, entre otras
aplicaciones. Las celdas fotovoltaicas son de bajo costo y aplicables en
electrificación y telefonía rural como bombeo de agua y protección catódica.
Los costos de generación e inversión se encuentran en el rango de 3,500 a 7,000
US$/KW instalado y de 0,25 a 0,5 dólares por KWh generado; esto nos permite apreciar
que la expansión de la industria de energía solar se expandirá en muy poco
tiempo y que los módulos o paneles solares parecen ser los precursores. En
conclusión, las celdas son el motor de cualquier sistema solar, mientras que
los rayos solares, el combustible para que las celdas funcionen correctamente;
su garantía es no menor a 25 años lo que implica un grana ahorro en
mantenimiento o arreglos.
Las
celdas fotovoltaicas son elementos que producen electricidad al incidir la luz
sobre su superficie. La fuente de luz utilizada generalmente es el sol,
considerando su costo marginal nulo. Estas celdas también son conocidas como
baterías solares, fotopilas o generadores helio voltaicos.
Dado
que cada elemento puede generar una cantidad reducida de electricidad, en sus
orígenes se destinaron a alimentar consumos pequeños con
requerimientos particulares, como los de la exploración espacial. Con el avance
tecnológico este campo se fue ampliando, como se puede ver en detalle en la
bibliografía sugerida al final. Generalmente se las agrupa en disposiciones
serie-paralelo, formando panelessolares para aumentar la potencia
generada.
La
fiabilidad de las celdas solares es muy grande y no necesitan mantenimiento.
Son bastante insensibles a las variaciones climáticas y a los agentes
atmosféricos, salvo, como es lógico, los que impiden la llegada de la luz.
Su desarrollo empezó
en el año 1839 cuando Becquerel descubrió que si se ilumina uno de dos
electrodos sumergidos en un electrolito, aparece entre ambos una diferencia de
potencial, dando lugar al efecto fotovoltaico. En 1876, mientras Adams y Day se
hallaban experimentando con la conductividad de unas varillas de selenio amorfo
embebidas en hierro, descubrieron que se creaba una diferencia de potencial
cuando sus aparatos eran iluminados. Las celdas solares fueron comercializadas
inicialmente en 1955. Las investigaciones iniciales en este campo se enfocaron
al desarrollo de productos para aplicaciones espaciales, siendo su primera
utilización exitosa en los satélites artificiales; sus principales
características (simplicidad, bajo peso, eficiencia, confiabilidad y ausencia
de partes móviles) las hicieron ideales para el suministro de energía en el
espacio exterior.
Por
otra parte, en el año 1873, W. Smith observó una variación de la capacidad de
conducción del selenio por efecto de la luz. A partir de ese descubrimiento,
denominado efecto fotoconductivo, Siemens construyó un fotómetro,
que contribuyó a la divulgación del nuevo fenómeno. (4)
Funcionamiento de
la celda
Las celdas fotovoltaicas conocidas
también como celdas solares están hechas de de materiales semiconductores, en
especial de silicio, el mismo que se emplea en la industria de la
microelectrónica. Se emplea una delgada rejilla semiconductora para poder originar
un campo eléctrico, positivo en un lado y negativo en el otro, claro está;
cuando la energía proveniente de los rayos solares llega a la celda
fotovoltaica, los electrones son golpeados y sacados de los átomos del material
semiconductor. (5)
La
electricidad se obtiene se ponen a los semiconductores tanto positivos como
negativos formando un circuito eléctrico, es entonces cuando los electrones son
capturados en forma de corriente eléctrica. Las celdas son aquellas que,
juntas, forman un panel fotovoltaico, pero un arreglo de varias celdas
conectadas eléctricamente unas con otras en una estructura generan un módulo
fotovoltaico.
Los
módulos son construidos con el objetivo de brindar un determinado nivel de
voltaje, un ejemplo es un sistema de 12 voltios; la corriente que se produzca
dependerá siempre de cuanta luz el módulo capte. Los sistemas de este estilo
puede funcionar aisladamente o conectados en red; con respecto a estos último,
los mismos interaccionan a través de una interfaz electrónica, es decir, un
inversor, que transforma la corriente directa en alterna para poder ser
utilizada luego.
¿Qué
sistemas forman una instalación fotovoltaica?
Los
esquemas básicos de instalaciones fotovoltaicas son los siguientes:
Tal
y como indica el esquema los elementos que componen una instalación
fotovoltaica conectada a red son los siguientes:
Generador
Fotovoltaico
Las
células fotovoltaicas, por lo general de color negro o azul oscuro, se asocian
en grupos y se protegen de la intemperie, formando módulos fotovoltaicos.
Varios módulos fotovoltaicos junto con los cables eléctricos que los unen y con
los elementos
de soporte y fijación, constituyen lo que se conoce como generador fotovoltaico.
El generador fotovoltaico es el elemento encargado de transformar la radiación solar en energía eléctrica. Esta electricidad se produce en corriente continua, y sus características dependen de la intensidad energética de la radiación solar y de la temperatura ambiente.
Las
células fotovoltaicas, por lo general de color negro o azul oscuro, se asocian
en grupos y se protegen de la intemperie, formando módulos fotovoltaicos.
Varios módulos fotovoltaicos junto con los cables eléctricos que los unen y con
los elementosde soporte y fijación, constituyen lo que se conoce como generador fotovoltaico.
El generador fotovoltaico es el elemento encargado de transformar la radiación solar en energía eléctrica. Esta electricidad se produce en corriente continua, y sus características dependen de la intensidad energética de la radiación solar y de la temperatura ambiente.
Inversor
El inversor es el elemento que transforma la energía eléctrica (corriente continua) producida por los paneles en corriente alterna de las mismas características que la de la red eléctrica. Existen diferentes tipos de inversores, pero se considera recomendable escogerlo en función del tamaño de la instalación a realizar.
El inversor es el elemento que transforma la energía eléctrica (corriente continua) producida por los paneles en corriente alterna de las mismas características que la de la red eléctrica. Existen diferentes tipos de inversores, pero se considera recomendable escogerlo en función del tamaño de la instalación a realizar.
La
batería
La
batería es el elemento encargado de acumular la energía entregada por los
paneles durante las horas de mayor radiación para su aprovechamiento durante
las horas de baja o nula insolación.
El
regulador
El
regulador de carga controla la carga de la batería evitando que se produzcan
sobrecargas o descargas excesivas que disminuyen su vida útil. Con esta
configuración el consumo se produce en corriente continua.
¿Cuál
es la vida útil de una instalación solar?
En
el caso de los sistemas solares térmicos, las instalaciones poseen un periodo
de vida superior a los 25 años.
En el caso de las instalaciones fotovoltaicas, el periodo de vida es superior a los 30 años. (6)
En el caso de las instalaciones fotovoltaicas, el periodo de vida es superior a los 30 años. (6)
Energía
solar térmica
La energía
solar térmica o energía termosolar consiste en el
aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede
aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente
destinada al consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria,
calefacción, o para producción de energía mecánica y, a partir de ella,
deenergía eléctrica. Adicionalmente puede emplearse para alimentar una máquina
de refrigeración por absorción, que emplea calor en lugar de electricidad para
producir frío con el que se puede acondicionar el aire de los locales. (7)
De
manera muy esquemática, el sistema de energía solar térmica funciona de la
siguiente manera: el colector o panel solar capta los rayos del sol,
absorbiendo de esta manera su energía en forma de calor, a través del panel solar
hacemos pasar un fluido (normalmente agua) de manera que parte del calor
absorbido por el panel es transferido a dicho fluido, el fluido eleva su
temperatura y es almacenado o directamente llevado al punto de consumo.
Las
aplicaciones mas extendidas de esta tecnología son el calentamiento de agua
sanitaria (ACS), la calefacción por suelo radiante y el precalentamiento de
agua para procesos industriales.
Otras
aplicaciones son el calentamiento de agua para piscinas cubiertas o a la
intemperie y usos emergentes como el de climatización o frío solar alimentando
a bombas de absorción.
En
función de la aplicación, usaremos distintos tipos de colectores ó paneles
solares térmicos, variando también la complejidad de la instalación. De esta
manera, podemos usar paneles solares planos para aplicaciones típicas de
calentamiento de agua sanitaria, colectores de tubo de vacío en zonas
especialmente frias o para aplicaciones de calefacción y climatización,
colectores de polipropileno sin cubierta para aumentar la temporada de baño en
piscinas a la intemperie, etc.
En
cuanto a las instalaciones, podemos encontrar desde equipos compactos para
dotar de agua caliente sanitaria a una casa unifamiliar, hasta instalaciones
mas complejas con fluidos caloportadores distintos al agua, intercambiadores de
calor, grandes depósitos de acumulación, etc.
Actualmente
podemos afirmar que el aprovechamiento de la energía solar térmica es una
tecnología madura y fiable, que las inversiones realizadas en general son
amortizables sin la necesidad de subvenciones, y que se trata de una
alternativa respetuosa con el medio ambiente. (8)
Actividades:.
Para
ampliar esta información haz clic sobre los siguientes enlace para ver la
siguiente infografia:
Vea
las siguientes fichas resumen de todas estas tecnologías:
