sábado, 5 de septiembre de 2009

Funcionamiento de la energia solar

Mucho hablamos en Erenovable sobre energía solar, paneles solares, avances en la ciencia y nuevos descubrimientos. Pero ¿cómo funciona exactamente la energía solar? ¿qué tipo de paneles solares existen y cómo se componen? Trataremos de realizar una breve introducción al mundo del sol como energía.

Existen dos formas principales de utilizar la energía solar, una como fuente de calor para sistemas solares térmicos, la otra como fuente de electricidad para sistemas solares fotovoltaicos. Nos centraremos en esta última aplicación.

En principio la forma en la que se captura la luz del sol para convertirla en electricidad se hace a través de paneles solares o fotovoltaicos. Estos paneles están formados por grupos de las llamadas células o celdas solares que son las responsables de transformar la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones).

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Estas células se conectan entre sí como un circuito en serie para así aumentar la tensión de salida de la electricidad, o sea si será de 12 volts o 24. Al mismo tiempo varias redes de circuito paralelo se conectan para aumentar la capacidad de producción eléctrica que podrá proporcionar el panel.

Como el tipo corriente eléctrica que proporcionan los paneles solares es corriente continua, muchas veces se usa un inversor y/o convertidor de potencia para transformar la corriente continua en corriente alterna, que es la que utilizamos habitualmente en nuestras casas, trabajos y comercios.

Cuando nosotros hablamos en Erenovable de nuevos descubrimientos o avances en la ciencia generalmente nos referimos al descubrimiento o desarrollo de nuevos y mejores materiales para fabricar una célula solar.

Una célula solar funciona básicamente de la siguiente forma: los fotones, que provienen de la radiación solar, impactan sobre la superficie de la célula y allí son absorbidos por materiales semiconductores, tales como el silicio. Los fotones golpean a los electrones liberándolos de los átomos a los que pertenecían. Así los electrones comienzan a circular por el material, y así producen electricidad.

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Imagen por solarcellstringer.

Este funcionamiento básico se repite cualquier sea el material usado en la células solar, siempre y cuando por supuesto tenga propiedades conductoras y absorban la luz.

Las células solares que forman los paneles solares actualmente disponibles en el mercado están hechas a base de silicio, material semiconductor muy abundante en el planeta, pero también difícil de extraer y sintetizar, con lo cual los paneles solares resultantes suelen ser caros, pesados y difíciles de instalar.

Por esta razón científicos del mundo entero trabajan continuamente en la búsqueda de nuevos materiales que den como resultado paneles solares más baratos, eficientes, livianos, delgados y capaces de tener mayor cantidad de aplicaciones, como hasta ser capaces de envasarse en un spray.

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Así podemos apreciar que se trabaja en la fabricación de células solares con materiales como el cobre, indio, galio y selenio y hasta germanio. Este último da los mejores resultados en eficiencia pero son carísimos de fabricar, con lo cual su uso queda restringido a entidades como la Nasa. También se realizan células llamadas de doble o triple unión, que usan varios elementos agregados , de capa delgada, con utilización de tecnología sensibilizada por colorante o celda solar Graetzel, materiales híbridos, y nanotecnología.

La gran apuesta del futuro esta en las células solares orgánicas, que son células que están hechas en base polímeros orgánicos, como puede ser ciertos tipos de plástico, que tiene las mismas propiedades de conducción que el silicio pero que pueden ser “impresos” o “pagados” sobre casi cualquier tipo de material. Los paneles solares compuestos por células orgánicas son más baratos de fabricar, más livianos y más fáciles de instalar. El gran inconveniente que presentan es que aún no logran alcanzar el nivel de eficiencia de conversión que tiene los paneles de silicio. Aunque continuamente vemos que los científicos logran aumentar este nivel de eficiencia, esto ocurre por el momento en ámbitos controlados de laboratorio y aún falta bastante para que lleguen a destino comercial.



Placa solar

La energía solar se ha convertido en una de las más utilizadas fuentes renovables en toda Europa, es que el mundo se ha percatado de que ciertos recursos están extinguiéndose y necesitamos de una vía alternativa que nos permita seguir desarrollando nuestros estilos de vida. Es así como los diversos e infinitos avances tecnológicos dieron lugar al surgimiento de la placa solar fotovoltaica; ésta se presenta como una alternativa a las fuentes tradicionales conocidas tales como los combustibles fósiles. En naciones como España, se han dictado leyes para promover el uso de la energía solar en diversas comunidades autónomas y municipios y para lograr este objetivo, el Gobierno español ofrece subvenciones para facilitar la instalación. En este artículo nos adentraremos en el universo de la energía solar, sus características, funcionamiento y ventajas con respecto a los sistemas convencionales actualmente empleados.

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Características de la placa solar

Primeramente, antes de hacer referencia a la placa solar debemos empezar por establecer cómo es que surge la idea de utilizar energía solar en el mundo; decimos que la luz forma parte del espectro electromagnético y alcanza la Tierra en un tiempo de 8 minutos. Se ha calculado entonces que la potencia de irradacción del Sol es de 200x1012 más KW que la potencia total de todas las centrales que funcionen hoy en día en el planeta; para comprender esta afirmación de manera más sencilla, en un segundo, el Sol irradia más energía que la que ha consumido en toda su historia desde que éste existe. A medida que los científicos fueron investigando las propiedades solares se percataron de que el sol podía utilizarse como una fuente de energía alternativa, en especial cuando se predecía lo que hoy es una evidente realidad: las fuentes no renovables se acaban y se necesita un urgente reemplazo. Es así como más y más interesados se adentran en la investigación de fuentes de energía hidráulica, eólica, química y geotérmica, entre otras, pero la energía solar era, y es actualmente, el ejemplo a seguir. Se logra así el primer invento: la placa solar, ésta posee múltiples ventajas y con el correr de los años fue perfeccionándose para que su uso sea aún más eficiente; por ejemplo, las primeras placas solares sólo captaban la energía durante el día lo que indicaba que de noche se debía emplear un sistema eléctrico obligatoriamente.

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Hoy, la placa solar cuenta con acumuladores que captan la energía durante el día y la almacenan para que de noche o durante días en donde no prevalezca la luz del Sol, se pueda utilizar la energía solar sin recurrir a otros sistemas. A la hora de instalar este artefacto y dar una orientación en grados es fundamental tener en cuenta dos aspectos que se influyen mutuamente: uno de ellos es la estación del año y el otro la latitud geográfica. Con respecto al primero, decimos que la Tierra varía su inclinación con respecto al Sol al orbitar a su alrededor en función de la estación en la que estemos; es por eso que en verano hace más calor, los rayos caen de forma más perpendicular y concentran más fuerza en menores superficies. El segundo factor dice que la incidencia solar es mayor a medida que nos acercamos al ecuador, mientras que cuando nos acercamos hacia los Polos ésta disminuye; teniendo en cuenta lo mencionado, es como se decide el ángulo de inclinación que debemos darle a la placa solar para aprovechar al máximo la radiación del Sol.


Las placas fotovoltaicas captan los fotones contenidos en los rayos solares, y los materiales semiconductores que los conforman los transforman en una corriente de electrones continua lo que equivale a la electricidad. La misma no es apta para el uso directo en la vivienda, es por eso que se ha creado un artefacto que la transforme en corriente alterna, éste se conoce con el nombre de inversor; una vez que contamos con esta energía podemos utilizarla directamente, venderla a la compañía eléctrica o almacenarla en acumuladores propios, es decir, en las baterías. El principal uso de la placa solar está relacionado con las zonas rurales, es que es allí en donde no se dispone de una red eléctrica densa y a través de las placas solares cubrimos las necesidades básicas: televisión, luz, calefacción y el funcionamiento de electrodomésticos. También posee usos híbridos, en donde se combina un sistema fotovoltaico con la alimentación a través de otra fuente de energía renovable, esta tarea se lleva a cabo en zonas montañosas en donde el tiempo es inestable y la tierra permite la obtención de energía minihidraúlica.



Informacion desde: http://es.wikipedia.org/wiki/Energía_solar

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