Cilindro parabólico
Las cocinas solares, así como los llamados “colectores solares térmicos”, concentran la luz del sol para calentar algo (una olla en una cocina, algo de aceite o cerámica) y el calor se transfiere a algún lugar, donde genera electricidad, normalmente mediante alguna máquina de vapor. Por tanto, cuanto más calor, mejor.
En cambio, los paneles solares utilizan el efecto fotovoltaico, que convierte directamente la luz en energía eléctrica. La luz excita los electrones hasta la banda de conducción y la corriente se transmite entonces a algún lugar. Sin embargo, el exceso de calor destruye los materiales utilizados, por lo que centrarlos podría ser una muy mala idea.
Aunque las otras respuestas son correctas, creo que se les escapa el punto principal. Normalmente, los paneles solares funcionan independientemente de su orientación. Su rendimiento puede ser óptimo cuando se orientan directamente hacia el Sol, pero si el Sol brilla a 45º, 90º o cuando está nublado, siguen recibiendo fotones y siguen generando electricidad.
Sin embargo, los espejos focalizadores tienen que estar orientados directamente hacia el Sol para ser útiles. Para utilizarlos en un conjunto solar fotovoltaico, el usuario tendría que girar constantemente el conjunto, lo que requeriría un seguidor solar y una considerable sobrecarga mecánica. Para una cocina, que se utiliza durante media hora más o menos y que es supervisada en gran medida por un humano, esto no es un problema. Pero las matrices solares fotovoltaicas deberían funcionar sin supervisión durante todo el día, mientras la Tierra gira haciendo que la posición relativa del Sol cambie.
¿Para qué sirven los espejos en la energía solar de concentración?
Las tecnologías CSP utilizan espejos para reflejar y concentrar la luz solar en un receptor. La energía de la luz solar concentrada calienta un fluido a alta temperatura en el receptor. Este calor -también conocido como energía térmica- puede utilizarse para hacer girar una turbina o alimentar un motor para generar electricidad.
¿Las plantas de energía solar utilizan espejos?
Tecnologías de energía solar de concentración (CSP). Las tecnologías de concentración de energía solar (CSP) utilizan espejos para concentrar (enfocar) la energía luminosa del sol y convertirla en calor para crear vapor que accione una turbina que genere energía eléctrica.
¿Hay alguna ventaja en concentrar la luz en las células solares?
Las tres principales ventajas de la CPV son: 1) alta eficiencia, 2) bajo coste del sistema y 3) baja inversión de capital para facilitar una rápida ampliación. La óptica de concentración enfoca la luz de modo que el semiconductor o la célula solar es mucho más pequeño que en los sistemas de placa plana.
Ventajas y desventajas de la energía solar de concentración
Los sistemas de energía solar convierten la luz y el calor radiante del sol en energía eléctrica. Hay muchas formas de aprovechar la energía solar. En Estados Unidos, las tecnologías fotovoltaica y de concentración de energía solar son las más utilizadas para construir centrales solares comerciales a gran escala.
La tecnología fotovoltaica utiliza semiconductores para convertir la luz radiante directamente en electricidad. Los paneles de células solares que contienen energía fotovoltaica pueden ser fijos o seguir la trayectoria del sol. Si has utilizado una calculadora con energía solar, habrás visto las células solares en acción a una escala mucho más pequeña.
La energía solar de concentración (CSP) utiliza espejos para recoger la energía térmica enfocando la luz solar en fluidos especialmente diseñados que pueden calentarse a más de 650 grados Fahrenheit. Imagínese a un niño utilizando una lupa para “matar” a un insecto. En lugar de enfocar la luz solar a través de una pequeña lente en un único punto de la acera, las instalaciones CSP recogen la luz solar mediante espejos repartidos por zonas muy amplias y utilizan la energía térmica para generar electricidad.
¿Por qué se utilizan los colectores de concentración en las plantas de energía solar?
La energía solar de concentración es una tecnología complementaria a la fotovoltaica. Utiliza colectores de concentración para proporcionar calor a alta temperatura a un ciclo de energía convencional. Las tecnologías de almacenamiento de energía térmica, eficientes y de bajo coste, pueden integrarse en los sistemas de ESTC, permitiendo la producción de electricidad según el perfil de la demanda.
¿Cuáles son las ventajas de la energía solar concentrada?
Una de las mayores ventajas de la ESTC es su fiabilidad como fuente de energía y sus costes previsibles. A diferencia de los combustibles convencionales, no hay nada que extraer, transportar, quemar o almacenar como residuo; hay un suministro abundante e interminable de luz solar.
¿Por qué la energía solar concentrada es similar a una central eléctrica que utiliza combustibles fósiles?
Los sistemas de concentración de energía solar aprovechan el calor de la luz solar para proporcionar electricidad a las grandes centrales eléctricas. En la actualidad, muchas centrales eléctricas utilizan combustibles fósiles como fuente de calor para hervir el agua. El vapor del agua hirviendo hace girar una gran turbina que acciona un generador para producir electricidad.
Horno solar
Las estrategias actuales para convertir la luz solar en electricidad hacen concesiones entre el rendimiento, el precio y la versatilidad. Sin embargo, los investigadores tendrán que avanzar en las tres áreas para cumplir el objetivo “SunShot” del Departamento de Energía: la paridad de costes con los combustibles fósiles para 2020.
Las células de capa fina suelen ser más baratas, pero también menos eficientes. Las células solares multiunión, en cambio, están batiendo récords de eficiencia en todo el mundo, pero siguen siendo muy caras (ClimateWire, 20 de octubre de 2014).
Para aprovechar su eficiencia y reducir su precio, algunas empresas solares utilizan concentradores para concentrar la luz solar en diminutas células multiunión. Este método reduce el coste de los materiales para la concentración fotovoltaica.
Sin embargo, a medida que el sol se desplaza por el cielo, la luz incide en los paneles solares desde distintos ángulos, lo que modifica la cantidad de electricidad que pueden producir. Los paneles fotovoltaicos de concentración tienen que oscilar de un lado a otro para que la luz solar se concentre en las pequeñas células (ClimateWire, 21 de enero). Esto hace que sean demasiado caros, pesados y grandes para los tejados, donde actualmente se encuentran la mayoría de los paneles solares del mundo.
¿Qué tipo de espejo se utiliza en algunas plantas de energía solar?
Unos espejos controlados por ordenador (llamados helióstatos) siguen al sol a lo largo de dos ejes y concentran la energía solar en un receptor situado en lo alto de una torre. La energía concentrada se utiliza para calentar un fluido de transferencia (a más de 1.000° F) para producir vapor y hacer funcionar un generador central de energía.
¿Cuáles son las aplicaciones de los colectores solares de concentración?
Los colectores solares de concentración se utilizan ampliamente para aplicaciones como la desalinización de agua a gran escala mediante destilación de efecto múltiple, la refrigeración mediante enfriadores de absorción, la cocción a gran escala, el calor de procesos industriales, etc.
¿Cómo funciona una célula fotovoltaica concentrada?
La fotovoltaica de concentración (CPV) (también conocida como fotovoltaica de concentración) es una tecnología fotovoltaica que genera electricidad a partir de la luz solar. A diferencia de los sistemas fotovoltaicos convencionales, utiliza lentes o espejos curvados para enfocar la luz solar en pequeñas células solares multijunción (MJ) de alta eficiencia.
Tipos de energía solar concentrada
El Dr. Joshua M. Pearce trabaja como profesor de ingeniería en la Universidad Tecnológica de Michigan. Recibe financiación del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) y de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E), del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (ARFL) con el Centro Nacional de Fabricación y Mecanizado de Defensa (NCDMM) y de America Makes, y de la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF). Además, su trabajo de consultoría e investigación, pasado y presente, está financiado por muchas organizaciones sin ánimo de lucro y empresas con ánimo de lucro, muchas de ellas en el campo de la energía. No trabaja directamente para ningún fabricante de módulos o reflectores y no tiene conflictos de intereses directos.
La caída de los costes de la energía solar ha provocado un crecimiento explosivo del uso de la energía solar a escala residencial, comercial y de servicios públicos en la última década. El coste nivelado de la electricidad solar con paneles solares importados -es decir, el coste de la electricidad solar medido a lo largo de la vida útil de los paneles- ha bajado tanto que es inferior a la electricidad procedente de fuentes competidoras como el carbón en la mayor parte de Estados Unidos.