Hoy queremos introducirles en la historia de la energía solar. Nos parece interesante mostrarles que no se trata de una energía nueva o en fase experimental. La energía fotovoltaica lleva con nosotros muchas décadas y tanto su tecnología, resultados como proyección futura deberían hacer replantearnos ciertos conceptos adquiridos y modificarlos para cambiar un modelo energético actual agresivo y contaminante.
¿De dónde obtenemos la energía actualmente?
ÍNDICE
Actualmente en el mundo la mayor fuente de energía proviene de la combustión de combustibles fósiles, petróleo, gas y carbón. Por suerte, creemos que por fin ha calado en la sociedad los graves perjuicios para el planeta de estas formas de energía con lo que nos limitaremos a enumerar algunas de ellos:
- Contaminación, tanto en su combustión como en la obtención de estas materias primas transporte, minas, plataformas de extracción, fracking o fracturación hidráulica…). De cada etapa en la obtención de estos combustibles fósiles se podrían escribir muchísimas líneas enumerando y detallando los impactos ambientales de las mismas, pero insistimos en no extendernos demasiado en ello.
- Alteración y destrucción de hábitats.
- Aumento de concentración de gases de efecto invernadero y cambio climático.
- Accidentes. Derrames de petróleo en el mar, contaminación de acuíferos y cursos de agua dulce…
- Problemas de salud al respirar estos gases emitidos, agravado principalmente en las grandes ciudades.
Otras fuentes de energía
La siguiente forma de obtención de energía en la que nos vamos a detener ocupa muchísimas horas de debate al considerarla una posible solución a la crisis energética que actualmente vivimos. En nuestra opinión ese debate no debería ni de existir. Sin embargo entendemos que es complicado en el mundo actual defender ciertas posturas en contra de grandes intereses económicos o grupos de presión capitalista como son los lobbies. Efectivamente estamos hablando de la energía nuclear.
La energía nuclear consiste, básicamente, en descomponer a nivel atómico elementos radiactivos como el Uranio, Plutonio, Torio, Estroncio… En esta ‘rotura atómica’ se libera una gran cantidad de energía en forma de calor que se utiliza para hacer hervir agua. El vapor generado se conduce por una turbina que genera energía eléctrica.
De momento todo suena bien ¿no? Ahora bien, el problema radica en el ciclo de vida de estos materiales utilizados en la fisión nuclear. La obtención, transporte, procesamiento y desecho de estos materiales supone demasiada complejidad en todo el proceso. Solo con pensar en los enormes depósitos de residuos nucleares con su correspondiente mantenimiento, seguridad, etc. nos puede dar alguna pista sobre una de las problemáticas con esta fuente de energía. Esto se debe a que en cada etapa de la utilización de estos materiales conlleva contaminación, potenciales riesgos de seguridad personal y material y emisión de gases.
Además, la gestión de materiales radiactivos conlleva inversiones económicas continuadas durante ‘tan solo’ miles de años hasta que los elementos dejan de emitir radiación. Por último, si mencionamos las palabras Chernobyl o Fukushima (qué rápido olvidamos…) la palabra ‘Seguridad’ es lo último que se nos viene a la cabeza ¿correcto?
La prepotencia que muestra el ser humano al considerar segura una tecnología potencialmente devastadora no dejará de asombrarnos. Terremotos, maremotos, guerras, atentados, accidentes… ¿De verdad todos estos elementos pueden ser controlados por estos lobbies nucleares?
¿Realmente es necesario todo esto para calentar agua?
Bueno, por suerte las energías renovables están llegando para quedarse. Esperemos que progresivamente vayamos reduciendo y eliminando estas fuentes de energía contaminantes, perjudiciales para la salud y peligrosas en favor de fuentes de energía amables y socialmente más favorables. Hoy nos centraremos en la energía solar, en su historia, evolución y perspectivas.
Historia de la energía solar
Aunque la energía solar es muy antigua. Lo cierto es que su aprovechamiento ha pasado muchas veces desapercibido o ha avanzado de forma muy lenta. Por ejemplo, en Egipto se usaban espejos para iluminar tumbas excavadas a profundidades considerables. En la época de los romanos se usaban cristales de vidrio en las ventanas para calentar las casas y se construían invernaderos desde la antigüedad.
Uno de los usos históricos más famosos fue El rayo de calor de Arquímedes que utilizó energía solar a través de espejos para incendiar barcos romanos (213 a.C a 211 a.C.) cuando atacaban la antigua Grecia.
Si avanzamos en la historia, en el 1.792, el químico francés Antoine Lavoisier desarrolló un horno solar que alcanzaba altísimas temperaturas capaces de fundir metales. Su invento consistía en dos lentes muy potentes que concentraban la radiación en un punto fijo.
Aplicaciones modernas de la energía solar
Antes de continuar realizaremos una simple clasificación de la energía solar. Para que se entienda, existen dos tipos: las que calientan agua atrapando el calor y las que producen electricidad por medio del efecto fotoeléctrico.
Actualmente la energía térmica puede sobrepasar el 90% de rendimiento y la fotovoltaica entre un 21-23%. Cabe señalar que en nuestra experiencia personal hace tan solo 4 años la eficacia de los paneles fotovoltaicos rondaba el 17%. Este incremento de eficacia no parece que se vaya a detener y cada año se producen mejoras significativas en los sistemas fotovoltaicos que solo van a derivar en un creciente interés por este medio de obtención de energía.
Podemos decir que en el año 1.767 comenzó el desarrollo de la energía solar térmica. El inventor suizo Horace de Soussare fue quien inventó el primer colector solar. Para ello, creó la denominada ‘Caja Caliente’. Esta consistía en una caja acristalada por la parte por la que entran los rayos del sol, mientras que el interior iba pintado de negro. Salvo la cara de cristal, todas contaban con material aislante que permitía retener el calor en el interior. De esta manera, las temperaturas que se alcanzaban podían llegar a los 109°. A continuación, Clarence Kemp en EEUU (1.891), usando el principio de la ‘caja caliente’ de Soussare creó el Calentador de Agua solar ‘Climax ‘, fue el primero que se comercializó.
El colector de Kemp, ya en el sigo XIX, muestra las características principales de un colector solar actual en el que un vidrio templado enmarcado en aluminio alberga una lámina absorvedora de calor en contacto con micro tuberías por donde pasa el fluido que inmediatamente se calienta a temperaturas muy interesantes pudiendo proporcionar buena parte del agua caliente que necesita una vivienda o empresa.
Efecto fotoeléctrico. Nacen los paneles solares fotovoltaicos.
En el mismo siglo XIX concretamente en el año 1.839 Alexandre Edmond Becquerel descubrió el efecto fotoeléctrico. Este descubrimiento supuso el arranque de la energía fotovoltaica. Cuando la luz del sol y, en concreto las partículas de luz radiante o fotones, incide sobre la fina capa de silicio en la parte superior de un panel, se desprenden electrones de los átomos de silicio. Como los electrones tienen carga negativa, se sienten atraídos por la parte positiva de la celda de silicio. Esto crea una corriente eléctrica que es capturada por el cableado del panel solar, que se encuentra en la parte inferior del mismo.
En 1.946 Russel Ohl descubre la primera célula fv, se inventan las placas solares actuales. Diez años más tarde los laboratorios Bell Labs en EEUU comienzan a comercializar paneles solares con una eficacia del 6%.
El silicio es uno de los elementos más abundantes en el planeta. El aluminio (el otro elemento importante en un panel) es 100% reciclable y reutilizable. Así pues, las materias primas para la obtención de paneles son accesibles tanto en el presente como en el futuro generando infinitamente menos consecuencias negativas para el planeta.
En tiempos modernos se ha preferido utilizar fuentes de energía fósiles o nucleares. Sin embargo, la crisis que afectó al mercado petrolero de todo el mundo entre los años 1973 y 1979 provocó un cambio importante en la política energética a escala mundial. Se comprobó que depender de unos pocos países productores de combustibles fósiles era un camino arriesgado y peligroso para la ciudadanía. Es increíble cómo sucesos de hace 50 años pueden repetirse de nuevo. La situación de los años 70 con sus consecuencias energéticas nos recuerda mucho a la actual crisis con Rusia. Y como, de nuevo, el mundo está virando hacia fuentes de obtención energética más locales y limpias.
Tipos de fuentes de energía solar
Antes de comenzar destacaremos que para aprovechar la energía solar no siempre es necesario tener sol directo. Incluso, como veremos a continuación y a pesar de lo que en alguna ocasión se ha oído en los medios, es posible producir energía incluso de noche. La ventaja es que la radiación solar lo inunda todo y es muy potente, más en nuestro país.
Centrales termosolares
Las centrales termosolares utilizan heliostatos automáticos (espejos) y fluidos o sales de transmisión térmica (HTF siglas en inglés) o caloportantes. Estas sales consiguen llegar a temperaturas superiores a 300°C con lo que por medio de un intercambio de calor logran hacer hervir el agua para generar electricidad. Son plantas muy interesantes porque se alcanzan temperaturas tan elevadas que aún pasadas unas horas después de la puesta de sol, el calor retenido por las sales aún mantiene tal temperatura que aún son capaces de hacer funcionar las turbinas generadoras de electricidad. Aquí podemos derribar el mito de que cuando no hay sol no se puede producir electricidad. Además, se trata de una tecnología en la que España es potencia mundial.
En líneas generales, una central termosolar genera energía mediante la radiación solar, reflejando y concentrando los rayos del solen un punto para obtener elevadas temperaturas. Sobre ese punto circula un fluido cuyo calor se utilizará para calentar agua hasta generar vapor. Dicho vapor moverá una turbina que, por la ley de inducción de Faraday, generará una corriente eléctrica que entrará en la red eléctrica destinada a hogares y empresas.
Centrales fotovoltaicas
A diferencia de las centrales termosolares, las centrales fotovoltaicas generan energía transformando los fotones de la radiación solar en corriente eléctrica (Efecto fotoeléctrico). El rendimiento de una central termosolar por área es superior a una central fotovoltaica, aunque su coste es superior.
Cabe destacar que estas grandes plantas solares suponen una ventaja estratégica en España impresionante. No es descabellado pensar que con nuestras condiciones climáticas y con la tecnología actual España puede aspirar a ser la Arabia Saudí de Europa en los próximos años. Queda mucho camino por recorrer y hay que instalar muchos Gw, mejorar las interconexiones con Francia o crear algunas otras nuevas por medio de cables submarinos. Sin embargo no debemos dejar de lado esta gran oportunidad. Más aún pensando de dónde venimos, puesto que históricamente nuestro país ha sido casi totalmente dependiente de la energía exterior. Sería increíblemente beneficioso revertir esta tendencia.
Energía solar para autoconsumo
Dejando de lado las mega plantas productoras de energía, una de las grandes ventajas de la energía solar es su capacidad para democratizar el acceso a la energía. Hablamos de un bien de primera necesidad al cual tenemos derecho todos los ciudadanos. Esta tecnología ayuda y ayudará a que el acceso energético no esté tan solo en manos de grandes compañías eléctricas. Como podemos ver, periódicamente, y por si solas, nos arrojan la duda de si sus intereses van más bien encaminados a satisfacer a sus accionistas o al interés general del país.
La energía solar es sencilla, segura, rentable y accesible. Familias o empresas puede acceder a pequeños equipos de ACS (Agua Caliente Sanitaria) con paneles termosolares para calentar agua o invertir en instalaciones de autoconsumo fotovoltaico para reducir su factura eléctrica. Incluso, y aunque al concepto en sí le haga falta una renovación en el marco legal, las pequeñas comunidades energéticas pueden irse haciendo un hueco en el mix energético español. Ayuntamientos, polígonos industriales, asociaciones agrícolas pueden proporcionar grandes superficies para instalar placas solares y alimentar a vecinos o empresas de un área determinada con energía local limpia.
El presente de la energía solar es ya una realidad, pero en los próximos años vamos a vivir una revolución total. Embalses cubiertos con paneles solares que reducirán las pérdidas de los mismo por evaporación, plantas Agrofotovoltaicas que aunarán las actividades agropecuarias con la producción energética, la integración arquitectónica de paneles solares en edificios, calles y carreteras…
Tan solo con ver la evolución del autoconsumo solar en España de esta tecnología nos hace preguntarnos ¿Por qué hemos tardado tanto? Eso mismo nos preguntamos nosotros, ayúdanos a cambiar el modelo. Contacta con nosotros y te ayudaremos a unirte al selecto club de la energía solar.
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(Islas Baleares)
