Cómo funciona la energía solar
La energía solar es simplemente la energía utilizable generada por el sol en forma de energía eléctrica o térmica. La energía solar se capta de varias maneras, la más común de las cuales es con un sistema de paneles solares fotovoltaicos, o sistema FV, que convierte los rayos del sol en electricidad utilizable. Además de utilizar la energía fotovoltaica para generar electricidad, la energía solar se utiliza habitualmente en aplicaciones térmicas para calentar espacios interiores o fluidos. Los propietarios de inmuebles residenciales y comerciales pueden instalar sistemas de agua caliente solar y diseñar sus edificios teniendo en cuenta la calefacción solar pasiva para aprovechar al máximo la energía del sol con la tecnología solar.
¿Está interesado en beneficiarse de la energía solar? Los paneles solares se instalan a tres escalas principales: residencial, comercial y de servicios. La energía solar a escala residencial suele instalarse en los tejados de las casas o en terrenos abiertos (montada en el suelo) y suele tener entre 5 y 20 kilovatios (kW), según el tamaño de la propiedad. Los proyectos de energía solar comercial suelen instalarse a mayor escala que la solar residencial. Aunque las instalaciones individuales pueden variar enormemente en tamaño y coste, las matrices solares a escala comercial tienen un propósito constante: proporcionar energía solar in situ a empresas y organizaciones sin ánimo de lucro. Por último, los proyectos de energía solar a escala de servicios públicos suelen ser grandes instalaciones de varios megavatios (MW) que proporcionan energía solar a un gran número de clientes de servicios públicos.
Cómo funcionan los paneles solares
Los paneles solares están formados por una multitud de células solares, que tienen la capacidad de convertir la energía radiante del sol en energía eléctrica. La conversión de la energía solar en energía eléctrica se conoce como efecto fotovoltaico.
El silicio es el material preferido para la construcción de células solares. Se trata de un elemento no metálico muy adecuado para la conducción de calor y electricidad. El silicio se mezcla (o se dopa) con otros materiales durante el diseño de un panel solar. Esto se hace para garantizar que haya una concentración no uniforme de electrones en el bloque de silicio.
Las partículas que componen la luz solar se conocen como fotones. Cada fotón lleva consigo cierta cantidad de energía cuando viaja a la superficie terrestre. Cuando los fotones presentes en la luz solar entran en contacto con las células solares integradas en un panel solar, transfieren su energía a los átomos de silicio.
Los electrones de la órbita exterior del silicio se energizan y se separan de su órbita. Estos electrones fluyen a través de un circuito, con la ayuda de placas conductoras fijadas a ambos lados. Este flujo de electrones constituye la corriente.
¿Qué tipo de energía utiliza un panel solar?
Agua CalienteEl Proyecto Solar Agua Caliente, en Yuma (Arizona), es el mayor conjunto de paneles fotovoltaicos del mundo. Agua Caliente tiene más de 5 millones de módulos fotovoltaicos y genera más de 600 gigavatios-hora de electricidad.
Chicago verdeEl Parque del Milenio de Chicago (Illinois) tiene una de las cubiertas verdes más extensas del mundo, con casi 100.000 metros cuadrados (más de un millón de pies cuadrados). La vegetación a nivel del suelo cubre 24,5 acres de un aparcamiento subterráneo, e incluye jardines, zonas de picnic y un centro de conciertos al aire libre.
Solar DecathlonEl Solar Decathlon es un evento internacional bianual presentado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Los equipos compiten para diseñar, construir y poner en funcionamiento la casa con energía solar más atractiva, eficaz y eficiente. Un equipo de la Universidad de Maryland ganó el concurso de 2011, y el próximo Decatlón Solar se celebrará en 2013.
Pros y contras de la energía solar
Hay tres formas principales de aprovechar la energía solar: la fotovoltaica, la calefacción y refrigeración solar y la energía solar de concentración. La energía fotovoltaica genera electricidad directamente a partir de la luz solar mediante un proceso electrónico y puede utilizarse para alimentar desde pequeños aparatos electrónicos, como calculadoras y señales de tráfico, hasta hogares y grandes empresas comerciales. Las aplicaciones de calefacción y refrigeración solar (SHC) y de energía solar de concentración (CSP) utilizan el calor generado por el sol para calentar espacios o agua, en el caso de los sistemas SHC, o para hacer funcionar turbinas tradicionales de generación de electricidad, en el caso de las centrales CSP.
La energía solar es una tecnología energética muy flexible: puede construirse como generación distribuida (situada en el punto de uso o cerca de él) o como una central de energía solar a escala de servicio público (similar a las centrales eléctricas tradicionales). Ambos métodos también pueden almacenar la energía que producen para distribuirla después de la puesta de sol, utilizando tecnologías de vanguardia de energía solar + almacenamiento. La energía solar forma parte de un sistema eléctrico complejo e interrelacionado en Estados Unidos, y trabaja junto a otras tecnologías, como la eólica, en la transición de Estados Unidos a una economía de energía limpia.