La promesa de la energía solar
Toda la vida en la tierra está sustentada por el sol. Este asombroso recurso irradia energía y nos proporciona tanto calor como luz al fusionar hidrógeno en helio en su núcleo. A esto lo llamamos radiación solar. Solo aproximadamente la mitad de esta radiación solar llega a la superficie de la Tierra. El resto es absorbido o reflejado por las nubes y la atmósfera. Aún así, recibimos suficiente energía del sol para satisfacer las demandas de energía de toda la humanidad, millones de veces. La energía solar, la energía del sol, es un recurso vasto, inagotable y limpio.
La luz del sol, o energía solar, se puede usar directamente para calentar e iluminar hogares y negocios, para generar electricidad y para calentar agua caliente, enfriar con energía solar y una variedad de otros usos comerciales e industriales. Lo más crítico, 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 a partir de combustibles fósiles, sin contaminación del aire ni del agua, sin contaminación por el calentamiento global, sin riesgos de picos de precios de la electricidad y sin amenazas. a nuestra salud pública.
El recurso solar es enorme. Según el Departamento de Energía de EE. UU., La cantidad de luz solar que incide sobre la superficie de la tierra en una hora y media es suficiente para manejar el consumo de energía de todo el mundo durante un año completo. Solo 18 días de sol en la Tierra contienen la misma cantidad de energía que se almacena en todas las reservas de carbón, petróleo y gas natural del planeta.
Y, una vez que existe un sistema para aprovechar el recurso solar y convertirlo en energía útil, el combustible es gratuito.
El crecimiento de la energía solar
Desde 2008, las instalaciones solares se han multiplicado por diecisiete, pasando de 1,2 gigavatios (GW) a un estimado de 30 GW en la actualidad, suficiente para alimentar el equivalente a 5,7 millones de hogares estadounidenses promedio. Desde 2010, el costo promedio de los paneles solares fotovoltaicos se ha reducido más del 60% y el costo de un sistema eléctrico solar se ha reducido en aproximadamente un 50%. En la actualidad, se considera que la electricidad solar es económicamente competitiva con las fuentes de energía convencionales en varios estados, incluidos California, Hawai, Texas y Minnesota.
Los fundamentos de la energía solar
Entonces, ¿cuáles son los conceptos básicos de los sistemas de energía solar? En primer lugar, los sistemas de energía solar varían según la aplicación y el tamaño. Los sistemas residenciales se encuentran en los tejados de los Estados Unidos y las empresas están comenzando a instalar paneles solares para compensar sus costos de energía. Las empresas de servicios públicos también están construyendo grandes plantas de energía solar para proporcionar energía más limpia a todos los clientes conectados a la red.
Independientemente de las características específicas de una instalación determinada, existen dos tipos principales de tecnologías de energía solar: la fotovoltaica (PV) y la energía solar de concentración (CSP). La mayoría de la gente está familiarizada con la tecnología fotovoltaicadebido a los paneles solares, ven cada vez más en la parte superior de los edificios o en los colocados en la Estación Espacial Internacional. Cuando el sol brilla sobre uno de esos paneles solares, los fotones de la luz solar son absorbidos por las células del panel, lo que crea un campo eléctrico a través de las capas y hace que fluya la electricidad. Las instalaciones fotovoltaicas pueden montarse en el suelo, en el techo o en la pared. Pueden montarse en una orientación permanente para maximizar la producción y el valor o pueden montarse en seguidores que siguen al sol a través del cielo. Los paneles fotovoltaicos en los techos hacen que la energía solar sea viable en prácticamente todas las partes de los Estados Unidos. En un lugar soleado como Los Ángeles o Phoenix, un sistema residencial de cinco kilovatios produce un promedio de 7.000 a 8.000 kilovatios-hora por año, aproximadamente el equivalente al uso de electricidad de un país típico de EE. UU.
La segunda tecnología es la energía solar de concentración (también llamada termosolar concentrada y CSP ). Se utiliza principalmente en centrales eléctricas muy grandes y no es apropiado para uso residencial. Esta tecnología utiliza espejos para reflejar y concentrar la luz solar en receptores que recolectan energía solar y la convierten en calor. El calor se usa para impulsar un motor térmico, generalmente una turbina de vapor, que se conecta a un generador de energía eléctrica que luego se usa para producir electricidad.
Nuestro futuro depende claramente de nuestra capacidad para utilizar la energía solar y otras fuentes renovables de energía. La expansión de las tecnologías, los incentivos fiscales y las empresas de servicios públicos que se adaptan a los clientes de energía solar están alentando desarrollos en el campo de la energía solar. Sin embargo, lo más importante es recordar que, promediado en toda la superficie del planeta, un metro cuadrado recolecta 4.2 kilovatios-hora de energía cada día del sol, o el equivalente energético aproximado de casi un barril de petróleo por año.