Energía Solar
La radiación
solar.
La energía solar es la energía obtenida
a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del
Sol.
La radiación solar que alcanza la
Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante
diferentes tecnologías que han ido evolucionando con el tiempo desde su
concepción. En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por
medio de captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores
térmicos, que pueden transformarla en energía eléctrica o térmica. Es una de
las llamadas energías renovables o energías limpias, que puede hacer
considerables contribuciones a resolver algunos de los más urgentes problemas
que afronta la Humanidad.1
Las diferentes tecnologías solares se
clasifican en pasivas o activas en función de la forma en que capturan,
convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el
uso de paneles fotovoltaicos y colectores térmicos para recolectar la energía.
Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la
arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección
de materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la
dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural.
En 2011, la Agencia Internacional de la
Energía se expresó en los siguientes términos: "el desarrollo de tecnologías
solares limpias, baratas e inagotables supondrá un enorme beneficio a largo
plazo. Aumentará la seguridad energética de los países mediante el uso de una
fuente de energía local, inagotable y, aun más importante, independendiente de
importaciones, aumentará la sostenibilidad, reducirá la contaminación,
disminuirá los costes de la mitigación del cambio climático, y evitará la
subida excesiva de los precios de los combustibles fósiles. Estas ventajas son
globales. De esta manera, los costes para su incentivo y desarrollo deben ser
considerados inversiones; deben ser realizadas de forma sabia y deben ser
ampliamente difundidas".1
La fuente de energía solar más
desarrollada en la actualidad es la energía solar fotovoltaica. Según informes
de la organización ecologista Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría
suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.2
Actualmente, y gracias a los avances
tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste de la energía
solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron
las primeras células solares comerciales,3 aumentando a su vez la eficiencia, y
su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de
energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas,
alcanzando la paridad de red.4 5 Otras tecnologías solares, como la energía
solar termoeléctrica está reduciendo sus costes también de forma considerable.
La energía solar sigue creciendo poco a
poco. Su tecnología que aún no es de un todo eficiente se sigue incorporando en
distintos sectores como la industria, transporte o telecomunicaciones. Aún así
cuando no se alcanza a aprovechar en un 100% la energía solar, los
investigadores no se detienen para alcanzar este cometido.
Los paneles solares fotovoltaicos
funcionan gracias a las celdas solares que contienen láminas de materiales
semiconductores, que mediante el recubrimiento de un vidrio que deja pasar la
luz del sol, permiten capturar energía solar para convertirla luego en energía
eléctrica. El material con el que se recubren las células es el silicio, que es
necesario para transformar los fotones en electrones además que produce
rendimientos de 14 a 17%. Debido a que estas células son más caras de producir,
por el alto costo del silicio puro, se han empezado a utilizar otros materiales
más económicos llamados “de segunda
generación” pero con un rendimiento de
10 a 12%. Fórmate con el Curso Técnico en Energía Solar: Térmica y
Fotovoltaica.
Son muchas las investigaciones que
siguen encaminándose para lograr mejorar ese porcentaje de eficiencia y hacer
de la energía solar la fuente de energía renovable ideal. Investigaciones como
la realizada por la Universidad de Jaén lograron mejorar el rendimiento de las
celdas solares permitiendo alcanzar un 43% frente a las convencionales,
instalándose claro en gigantescos módulos fotovoltaicos. Recientemente esta
marca fue superada por el Instituto
Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar ISE, Soitec , CEA - Leti y el Centro
Helmholtz de Berlín quienes pudieron desarrollar celdas solares con un récord
de eficiencia del 44,7%.
Anteriormente el Instituto Fraunhofer
había trabajado en el desarrollo de una nueva generación de celdas,
caracterizadas por células multiunión que pudieron alcanzar un 43, 6% de
eficiencia. Ahora lograron diseñar una estructura solar con cuatro sub-celdas
pudiendo convertir el 44,7% de la luz solar capturada en energía eléctrica.
Logrando que en menos de 4 meses se aumentará el nivel en más de 1%.
Este tipo de células son llamadas
multiunión porque tienen en su estructura semiconductores de los grupos III a V
de la tabla periódica, son apilados uno sobre otros lo que permite que las
subceldas absorban los diferentes longitudes de onda del espectro solar. Se
emplean en plantas fotovoltaicas de concentración ubicadas en lugares con gran
iluminación solar, logrando más del doble de eficiencia que las celdas
fotovoltaicas convencionales.
Según Frank Dimroth, jefe del proyecto
en el Fraunhofer ISE. “Esta célula contiene nuestra experiencia colectiva
durante muchos años. Más allá de la mejora de los materiales y la optimización
de la estructura, un nuevo procedimiento llamado unión de obleas juega un papel
fundamental. Con él somos capaces de conectar dos cristales semiconductores que
con tecnología convencional no podíamos superponer en capas sin deteriorar la
calidad de los materiales”.
Gracias a estas investigaciones en el
campo de la energía solar, los avances se van presentando poco a poco lo que
permitirá al cabo de unos años poder alcanzar el aprovechamiento en un 100% del
espectro solar y poder abaratar los materiales para poner la tecnología más a
la mano de la sociedad.
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