La energía solar se captura a través de células fotovoltaicas o solares, fabricadas con silicio que es un material semiconductor y abundante en la tierra. Estas células a su vez, se interconectan en series para conformar el panel solar. Varios paneles solares conectados entre sí forman una instalación solar o fotovoltaica.
El funcionamiento de un sistema solar fotovoltaico ocurre de esta manera:
1-. Los fotones (luz solar) golpean las células fotovoltaicas.
2-. Transmiten su energía a los electrones contenidos en cada una de las células fotovoltaicas que conforman el panel solar.
3-. Los electrones se mueven produciendo una corriente eléctrica continua que fluye entre las células de cada panel solar de la instalación fotovoltaica.
4-. El inversor transforma la corriente continua que recibe de los paneles solares en corriente alterna. Sin este proceso, la energía verde que producen sus paneles solares fotovoltaicos no podría ser utilizada por la instalación eléctrica de tu hogar o empresa.
5-. La electricidad generada por los paneles solares, que es transformada por el inversor, se puede suministrar directamente a los aparatos y dispositivos eléctricos de una casa, negocio o industria.
6-. Los excedentes de energía producidos durante el día pueden ser almacenados para ser utilizados cuando es de noche o para cuando no hay suficiente luz solar. La forma generalizada de almacenar estos excedentes de energía, para uso residencial o comercial, es mediante baterías de tipo solar o de descarga profunda. Aunque todavía no es una opción en Venezuela, los excedentes de energía también pueden ser vendidos a un distribuidor de electricidad, como frecuentemente ocurre en otros países a nivel mundial .
Venezuela, por su ubicación geográfica entre los 0° y los 12° de latitud, goza de extraordinarias condiciones para aprovechar la energía solar casi en la totalidad de su territorio. Hay un gran potencial fotovoltaico disponible de manera uniforme durante el año.
Tabla de contenidos
¿Cuáles son los beneficios de la energía solar?
Al tratarse de una fuente de energía limpia y renovable, la energía solar puede brindar una gran serie de beneficios para su hogar o empresa.
1-. La energía solar como recurso renovable es ecológica y limpia, sin efectos nocivos sobre el medio ambiente.
2-. El Sol es una fuente inagotable de energía gratis, sin emisión de carbono o gases de efecto invernadero.
3-. La energía solar está disponible en cualquier parte o región del planeta, bien sea que se genere y utilice de manera autónoma o mejor dicho, aislada de la red eléctrica pública en localidades que no disponen del servicio eléctrico, o bien sea conectada y en colaboración con el distribuidor del servicio eléctrico local.
4-. Las plantas de generación fotovoltaica permiten la posibilidad de realizar importantes ahorros en el consumo eléctrico y en el rendimiento de los equipos y dispositivos conectados.
5-. Las plantas de generación fotovoltaicas pueden durar 30 años o más tiempo, al ser la energía solar una fuente inagotable y gratis, su costo de operación se reduce considerablemente, son de muy bajo mantenimiento, de operación automática, programable y muy confiables, capaces de operar bajo una gran variedad de condiciones.
6-. Las plantas de generación fotovoltaicas son sistemas modulares y escalables, eso significa que la inversión inicial puede priorizarse tomando en cuenta factores como adaptación al presupuesto disponible, apertura y/o crecimiento del mercado, ampliación de la demanda según crecen las necesidades del(os) usuario(s), ampliación de la infraestructura de servicio, entre otras razones.
7-. La utilización de la energía solar a través de plantas generadoras fotovoltaicas están en sintonía con los Objetivos de Desarrollo Sustentable de las Naciones Unidas, los objetivos y premisas establecidos como metas a cumplir en las Conferencias sobre Cambio Climático.
¿Qué es la energía solar?
Es una fuente de energía que depende directamente del sol. Esta energía renovable tiene la ventaja de ser limpia, no emite gases de efecto invernadero y es inagotable en la práctica. También, es la fuente de la mayoría de las otras energías renovables.
Sus características la convierten, en la actualidad, en una fuente de energía renovable imprescindible. El potencial de la energía solar es inmenso y solo se explota parcialmente en la actualidad
La cantidad de energía solar que llega a la superficie de la Tierra equivale aproximadamente a 15.000 veces el consumo energético mundial. Es decir, podría resolver la mayoría de los problemas energéticos del mundo, y además es un recurso renovable, gratuito y su disponibilidad está garantizada.
En 1839, Antoine Becquerel descubrió que los materiales semiconductores transforman directamente la energía solar en electricidad. A esto se le llama efecto fotovoltaico.
Características de la energía solar
- Fuente de energía más abundante
- Respetuosa con el medio ambiente
- Es gratuita
- No contaminante
- El suministro está garantizado, al menos 12 horas al día
- La energía solar también es gradual. Esto significa que se puede implementar a escala residencial, comercial o industrial
¿Por qué la energía solar es importante?
La energía solar es una importante fuente de energía renovable con el potencial de hacer frente a muchos de los desafíos que enfrenta el mundo en la actualidad.
Hay muchas razones para promover su participación en el mercado energético. Esta fuente de energía está ganando popularidad porque es versátil y ofrece muchos beneficios para las personas y el medio ambiente.
Dada la creciente preocupación por el cambio climático, es el hecho de que la generación de electricidad solar representa una alternativa limpia a la electricidad obtenida a partir de combustibles fósiles, sin contaminación del aire ni del agua, sin contribuir negativamente al fenómeno del calentamiento global, sin riesgos de altos precios en la factura y sin amenazas a la salud pública.
Las ventajas económicas y medioambientales son los principales impulsores de la promoción de la energía solar.
¿Para qué sirve la energía solar?
La energía solar es una alternativa segura que puede reemplazar los combustibles fósiles actuales como el carbón y el gas para generar electricidad y así evitar la contaminación del aire, el agua y la tierra. El sol como recurso renovable proporciona una fuente de energía abundante y limpia.
La generación de electricidad a partir de combustibles fósiles causa contaminación del aire que conduce a la lluvia ácida, áreas forestales dañadas y producción agrícola afectada, lo que genera pérdidas de miles de millones de dólares en todo el mundo.
La energía solar fotovoltaica se puede utilizar en lugares remotos donde no llega el tendido eléctrico de la red pública o en parques naturales y reservas ecológicas donde el uso de combustibles fósiles puede tener un impacto ambiental negativo directo en ecosistemas frágiles o protegidos.
¿Cómo se obtiene la energía solar?
Se obtiene a través de distintos dispositivos de acuerdo al uso que se desee darle.
Paneles fotovoltaicos, para obtener electricidad in situ para aplicaciones específicas (domésticas, comerciales, industriales, entre otras) concentradores solares, para obtener energía eléctrica a gran escala en centrales solares y por último, calentadores solares, para convertir la energía solar en energía térmica para diversas aplicaciones domésticas, comerciales e industriales.
Actualmente, existen varias formas de aprovechar el sol. Algunos ejemplos de energía solar:
1-. Energía solar fotovoltaica: convierte la radiación solar directamente en electricidad. Esta energía es la electricidad que se produce al transformar parte de la radiación solar en una célula fotovoltaica. Estas células están hechas de materiales semiconductores, como el silicio, producido a partir de una materia prima de muy alta pureza.
2-. Energía solar térmica: consiste en aprovechar el calor de la radiación solar en uso directo de calor: calentadores y condensadores de agua solares, cocinas y secadores solares; en uso indirecto, el calor se utiliza para otras aplicaciones: refrigeración solar, desalinización, entre otros.
¿Qué tipos de energía solar existen?
Los tipos de energía solar adoptan muchas formas diferentes y eso es realmente positivo en un sentido de adaptabilidad. Porque hay varios tipos de sistemas que se pueden implementar para adaptarse a determinadas circunstancias.
Desde paneles fotovoltaicos para generar electricidad hasta sistemas ideales para calentar agua caliente y piscinas. La variedad de sistemas y tecnologías solares, incluidas la energía solar pasiva y los paneles solares, podrían ayudarnos a alejarnos un poco de nuestra dependencia de los métodos tradicionales y los combustibles fósiles.
¿Qué es energía solar fotovoltaica?
La energía solar fotovoltaica se obtiene mediante la energía de la propia radiación solar. En otras palabras, los paneles fotovoltaicos, a menudo instalados en el techo, recogen fotones del sol y los transforman en electricidad. Estos paneles fotovoltaicos están compuestos por una superposición de capas de células, una de las cuales está cargada negativamente y la otra positivamente.
Tan pronto como un fotón atraviesa estas capas, produce un voltaje eléctrico. Todo lo que queda es conectar un cable al terminal negativo y otro al terminal positivo para aprovechar la electricidad producida. Básicamente, la energía solar fotovoltaica funciona como una batería.
Los dispositivos fotovoltaicos se pueden utilizar para alimentar cualquier cosa, desde pequeños dispositivos electrónicos como Smartphones y Tablets hasta hogares y grandes empresas comerciales.
¿Qué es la energía termo solar?
Este tipo de energía se produce a partir de paneles solares térmicos colocados en el techo de la casa para captar el calor del sol. ¿Cómo funciona? Es simple: los paneles solares térmicos contienen fluidos que transfieren calor. Una vez calentados por el sol, a su vez calientan el tanque de agua caliente. La energía termo solar así obtenida se puede utilizar de diferentes formas: calefacción solar, calentadores de agua, estufas, entre otros.
La tecnología termo solar puede funcionar junto con los sistemas de calentamiento de agua convencionales. El calor absorbido por los paneles se utiliza para precalentar el agua en un cilindro de almacenamiento de agua caliente. Esto reduce la cantidad de combustible necesaria para llevar el agua a una temperatura utilizable, ahorrando dinero en las facturas y reduciendo las emisiones de carbono.
Estos sistemas de calefacción solar pueden ser pasivos o activos, mientras que los sistemas pasivos utilizan la circulación natural, los sistemas activos utilizan bombas para hacer circular el agua y generar calor.
¿Qué es la energía solar pasiva?
Los diseños solares pasivos aprovechan la ubicación de un edificio, el clima y los materiales de construcción para minimizar el consumo de energía. Un sistema solar pasivo bien diseñado reduce las cargas de calefacción, enfría los espacios habitables a través de estrategias de eficiencia energética y de ese modo cubren esas necesidades de confort parcial o totalmente mediante el uso de la energía solar.
Entonces, ¿cómo funciona la energía solar pasiva? En términos simples, una edificación que utiliza energía solar pasiva capta el calor del sol a través de ventanas especiales y retiene dicha energía en materiales de construcción que almacenan calor.
La porción del calor suministrada por la energía solar pasiva depende del área de las ventanas y la capacidad de retener calor de los materiales con los cuales está construida la edificación. El uso de energía solar pasiva involucra otros aspectos del diseño de las casas tales como la iluminación y la ventilación.
Una casa o empresa que aprovecha la energía solar pasiva debe incluir varios elementos trabajando en armonía, tales como:
1-. Ventanas orientadas adecuadamente: las ventanas y los otros dispositivos que capten la energía solar no deben estar tapados por objetos que generen sombra sobre ellos, tales como árboles, otros edificios, etc. Además, es muy importante mantener las superficies de las ventanas siempre limpias para garantizar la efectividad y eficiencia en el aprovechamiento de la energía solar pasiva.
2-. Masa Térmica: Se denomina masa térmica, en edificaciones que aprovechan la energía solar pasiva, aquellos materiales de construcción que captan y almacenan calor, tales como el concreto, ladrillos, piedra, madera, cerámicas, vidrios, entre otros.
¿Cómo se produce la energía solar?
Todos los días, el sol irradia (envía) una enorme cantidad de energía. Como la mayoría de las estrellas, el sol está compuesto principalmente por átomos de hidrógeno y helio en estado de plasma. De esta manera, genera energía a partir de un proceso llamado fusión nuclear. Durante el proceso de fusión, la energía se libera y tarda un poco más de ocho minutos para viajar, a la velocidad de la luz, los 149,6 millones de kilómetros a la Tierra.
Solo una pequeña parte de la energía irradiada por el sol al espacio llega a la Tierra. Sin embargo, esta cantidad de energía es enorme. Aproximadamente el 30 por ciento de la energía solar que llega a la Tierra se refleja de nuevo en el espacio. La mitad se absorbe por tierra y océanos. El resto por la atmósfera y las nubes.
En nuestro planeta, la capa superior de la atmósfera (la capa de ozono) filtra gran parte de la radiación ultravioleta (UV) del sol, pero siempre hay una cantidad de energía que llega a la superficie. La energía que recibe es absorbida por el aire y la corteza terrestre, calentando nuestro planeta y proporcionando a los organismos una fuente de energía.
¿Cómo se puede usar la energía solar?
Para la mayoría de las aplicaciones residenciales y comerciales comunes que requieran energía eléctrica o calor. El sol es una fuente de energía inagotable y al ser un recurso renovable, sólo se necesita la tecnología apropiada para transformar la energía solar en lo que se requiera (electricidad o calor) en cada aplicación específica.
Electricidad solar:
Esta es una de las aplicaciones de la energía solar que ha ganado mucho impulso en los últimos años. A medida que los costos de los paneles solares disminuyen y más personas se dan cuenta de los beneficios económicos y ambientales de la energía solar, la electricidad solar es cada vez más accesible.
Calentamiento de agua:
Los usos de la energía solar se extienden a los sistemas de calentamiento de agua. La mayoría de las soluciones de calentamiento solar de agua crean agua caliente que se consume dentro de la casa. Los calentadores de agua solares usan una celda en la azotea para absorber el calor del sol y transferirlo al tanque de agua.
Iluminación solar:
Las luces solares se han vuelto omnipresentes y se pueden encontrar en todas partes, desde el paisajismo de las casas y las luces de seguridad hasta las señales de tráfico y las luces de la calle. Estas tecnologías de iluminación solar para su hogar son económicas y están fácilmente disponibles.
Refrigeración solar:
No, no es un concepto equivocado. Los sistemas de refrigeración solar existen y han demostrado su capacidad para ahorrar energía en comparación con la tecnología convencional. Los ahorros logrados están estrechamente relacionados con el diseño y funcionamiento del sistema. Se pueden preservar alimentos y medicinas con la misma eficiencia que un refrigerador tradicional. La diferencia es que se utiliza la energía limpia del sol.
Lo más importante a recordar aquí es que la producción de energía solar está en auge y este fenómeno seguirá creciendo durante los próximos años.
