Energa solar

La planta termoelctricaGemasolar(situada en Andaluca, Espaa) tiene 19,9 MW de potencia y puede almacenar energa durante ms de 15 horas, lo que permite que pueda proporcionar energa 24 horas al da.BiofuelBiomasaEnerga geotrmicaEnerga hidroelctricaEnerga solarEnerga mareomotrizEnerga elicaLaenerga solares laenergaobtenida a partir del aprovechamiento de la radiacin electromagntica procedente delSol.Laradiacin solarque alcanza la Tierra ha sido aprovechada por elser humanodesde laAntigedad, mediante diferentes tecnologas que han ido evolucionando con el tiempo desde su concepcin. En la actualidad, elcalory laluzdel Sol puede aprovecharse por medio de captadores como clulas fotovoltaicas, helistatos o colectores trmicos, que pueden transformarla en energa elctrica o trmica. Es una de las llamadasenergas renovableso energas limpias, que puede hacer considerables contribuciones a resolver algunos de los ms urgentes problemas que afronta laHumanidad.1Las diferentes tecnologas solares se clasifican en pasivas o activas en funcin de la forma en que capturan, convierten y distribuyen la energa solar. Las tecnologas activas incluyen el uso depaneles fotovoltaicosycolectores trmicospara recolectar la energa. Entre las tcnicas pasivas, se encuentran diferentes tcnicas enmarcadas en laarquitectura bioclimtica: la orientacin de los edificios al Sol, la seleccin de materiales con una masa trmica favorable o que tengan propiedades para la dispersin de luz, as como el diseo de espacios medianteventilacin natural.En 2011, laAgencia Internacional de la Energase expres en los siguientes trminos: "el desarrollo de tecnologas solares limpias, baratas e inagotables supondr un enorme beneficio a largo plazo. Aumentar la seguridad energtica de los pases mediante el uso de una fuente de energa local, inagotable y, aun ms importante, independendiente de importaciones, aumentar lasostenibilidad, reducir lacontaminacin, disminuir los costes de la mitigacin delcambio climtico, y evitar la subida excesiva de los precios de loscombustibles fsiles. 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".1La fuente de energa solar ms desarrollada en la actualidad es laenerga solar fotovoltaica. Segn informes de la organizacin ecologistaGreenpeace, la energa solar fotovoltaica podra suministrar electricidad a dos tercios de la poblacin mundial en 2030.2Actualmente, y gracias a los avances tecnolgicos, la sofisticacin y la economa de escala, el coste de laenerga solar fotovoltaicase ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras clulas solares comerciales,3aumentando a su vez la eficiencia, y su coste medio de generacin elctrica ya es competitivo con lasfuentes de energa convencionalesen un creciente nmero de regiones geogrficas, alcanzando laparidad de red.45Otras tecnologas solares, como laenerga solar termoelctricaest reduciendo sus costes tambin de forma considerable.ndice 1Energa proveniente del Sol 2Energa solar fotovoltaica 3Energa solar trmica 4Tecnologa y usos de la energa solar 5Centros de investigacin sobre la energa solar 6Asociaciones 7Vase tambin 8Referencias 9Enlaces externos

Energa proveniente del SolRadiacin solar.

Aproximadamente la mitad de la energa proveniente del Sol alcanza la superficie terrestre.La Tierrarecibe 174petavatiosde radiacin solar entrante (insolacin) desde la capa ms alta de laatmsfera.6Aproximadamente el 30% es reflejada de vuelta al espacio mientras que el resto es absorbida por las nubes, los ocanos y las masas terrestres. Elespectro electromagnticode la luz solar en la superficie terrestre est ocupado principalmente porluz visibley rangos deinfrarrojoscon una pequea parte deradiacin ultravioleta.7La potencia de la radiacin vara segn el momento del da; las condiciones atmosfricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de radiacin el valor es de aproximadamente 1000W/men la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce comoirradiancia.La radiacin es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiacin directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bveda celeste diurna gracias a los mltiples fenmenos de reflexin y refraccin solar en la atmsfera, en las nubes y el resto de elementos atmosfricos y terrestres. La radiacin directa puede reflejarse y concentrarse para su utilizacin, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmsfera, recibe el nombre deconstante solary tiene un valor medio de 1366W/m(que corresponde a un valor mximo en elperiheliode 1395W/my un valor mnimo en elafeliode 1308W/m).La radiacin absorbida por los ocanos, las nubes, el aire y las masas de tierra incrementan la temperatura de stas. El aire calentado es el que contiene agua evaporada que asciende de los ocanos, y tambin en parte de los continentes, causandocirculacin atmosfricaoconveccin. Cuando el aire asciende a las capas altas, donde la temperatura es baja, va disminuyendo su temperatura hasta que el vapor de agua se condensa formando nubes. El calor latente de la condensacin del agua amplifica la conveccin, produciendo fenmenos como elviento,borrascasyanticiclones.8La energa solar absorbida por los ocanos y masas terrestres mantiene la superficie a 14C.9Para lafotosntesisde las plantas verdes la energa solar se convierte en energa qumica, que produce alimento, madera ybiomasa, de la cual derivan tambin loscombustibles fsiles.10Flujo Solar Anual y Consumo de energa humano

Solar3.850.000EJ11

Energa elica2.250EJ12

Biomasa3.000EJ13

Uso energa primario (2005)487EJ14

Electricidad (2005)56,7EJ15

Se estima que la energa total que absorben laatmsfera, los ocanos y los continentes puede ser de 3.850.000exajuliospor ao.11. En 2002, esta energa en un segundo equivala al consumo global mundial de energa durante un ao.1617Lafotosntesiscaptura aproximadamente 3.000 EJ por ao en biomasa, lo que representa solo el 0,08% de la energa recibida por la Tierra.13La cantidad de energa solar recibida anual es tan vasta que equivale aproximadamente al doble de toda la energa producida jams por otras fuentes de energa no renovable como son elpetrleo, elcarbn, eluranioy elgas natural.Energa solar fotovoltaicaEnerga solar fotovoltaica.

Paneles solares fotovoltaicosLa energa solar fotovoltaica consiste en la obtencin de electricidad (de ah que se denomine electricidad solar)directamente a partir de la radiacin solar mediante un dispositivosemiconductordenominadoclula fotovoltaica, o una deposicin de metales sobre un sustrato llamadaclula solar de pelcula fina.Este tipo de energa se usa para alimentar innumerables aparatos autnomos, para abastecer refugios o casas aisladas y para producir electricidad a gran escala para redes de distribucin. Debido a la creciente demanda deenergas renovables, la fabricacin de clulas solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los ltimos aos.Los rendimientos tpicos de una clula fotovoltaica de silicio policristalino oscilan entre el 14%-20%. Para clulas de silicio monocristalino, los valores oscilan en el 15%-21%.1819Los ms altos se consiguen con los colectores solares trmicos a baja temperatura (que puede alcanzar un 70% de rendimiento en la transferencia de energa solar a trmica).Lospaneles solares fotovoltaicosno producen calor que se pueda reaprovechar -aunque hay lneas de investigacin sobre paneles hbridos que permiten generar energa elctrica y trmica simultneamente. Sin embargo, son muy apropiados para proyectos de electrificacin rural en zonas que no cuentan con red elctrica, instalaciones sencillas en azoteas y deautoconsumo fotovoltaico.Elautoconsumo fotovoltaicoconsiste en la produccin individual a pequea escala deelectricidadpara el propio consumo, a travs de los paneles solares. Ello se puede complementar con elbalance neto. Este esquema de produccin, que permite compensar el consumo elctrico mediante lo generado por una instalacin fotovoltaica en momentos de menor consumo, ya ha sido implantado con xito en muchos pases. Fue propuesto en Espaa por la asociacin fotovoltaicaASIFpara promover laelectricidad renovablesin necesidad de apoyo econmico adicional.20El balance neto estuvo en fase de proyecto por elIDAE.21y ha sido recogido en elPlan de Energas Renovables2011-202022y el Real Decreto 1699/2011, de 18 de noviembre, por el que se regula la conexin a red de instalaciones de produccin de energa elctrica de pequea potencia.23Para incentivar el desarrollo de la tecnologa con miras a alcanzar laparidad de red-igualar el precio de obtencin de la energa al de otras fuentes ms econmicas en la actualidad-, existen primas a la produccin, que garantizan un precio fijo de compra por parte de la red elctrica. Es elcaso de Alemania, Italia o Espaa. Este esquema de incentivos ya ha dado sus frutos, logrando que los costes de la energa fotovoltaica se siten por debajo del precio de venta de la electricidad tradicional en un nmero creciente de regiones.Segn un estudio publicado en 2007 por elWorld Energy Council, para el ao 2100 el 70% de la energa consumida ser de origen solar.24Segn informes deGreenpeace, la fotovoltaica podr suministrar electricidad a dos tercios de la poblacin mundial en 2030.25Por otro lado, algunos pases, como es el caso deTokelau, no cuentan con mix elctrico, ya que obtenen toda la electricidad que necesitan del sol26Energa solar trmicaArtculo principal:Energa solar trmica

Participantes en un taller sobre sostenibilidad enInstituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Ciudad de Mxicoexaminen panales solares en un edificio del campusLos sistemas fototrmicos convierten la radiacin solar en calor y lo transfieren a un fluido de trabajo. El calor se usa entonces para calentar edificios, agua, mover turbinas para generar electricidad, secar granos o destruir desechos peligrosos. Los Colectores Trmicos Solares se dividen en tres categoras: Colectores de baja temperatura. Proveen calor til a temperaturas menores de 65C mediante absorbedores metlicos o no metlicos para aplicaciones tales como calentamiento de piscinas, calentamiento domstico de agua para bao y, en general, para todas aquellas actividades industriales en las que el calor de proceso no es mayor de 60C, por ejemplo la pasteurizacin, el lavado textil, etc. Colectores de temperatura media. Son los dispositivos que concentran la radiacin solar para entregar calor til a mayor temperatura, usualmente entre los 100 y 300C. En esta categora se tiene a los concentradores estacionarios y a los canales parablicos, todos ellos efectan la concentracin mediante espejos dirigidos hacia un receptor de menor tamao. Tienen el inconveniente de trabajar solamente con la componente directa de la radiacin solar por lo que su utilizacin queda restringida a zonas de alta insolacin. Colectores de alta temperatura. Existen en tres tipos diferentes: los colectores de plato parablico, la nueva generacin de canal parablico y los sistemas de torre central. Operan a temperaturas superiores a los 500C y se usan para generar electricidad (electricidad termosolar) y transmitirla a lared elctrica; en algunos pases estos sistemas son operados por productores independientes y se instalan en regiones donde las posibilidades de das nublados son remotas o escasas.Tecnologa y usos de la energa solar

Estacin de cargaenRo de Janeiroatendiendo versiones modificadas delToyota Priusy delHonda Insight. Esta estacin utiliza electricidad renovable de origen solar.Clasificacin por tecnologas y su correspondiente uso ms general: Energa solar activa: para uso de baja temperatura (entre 35C y 60C), se utiliza en casas; de media temperatura, alcanza los 300C; y de alta temperatura, llega a alcanzar los 2000C. Esta ltima, se consigue al incidir los rayos solares en espejos, que van dirigidos a un reflector que lleva a los rayos a un punto concreto. Tambin puede ser por centrales de torre y por espejos parablicos. Energa solar pasiva: Aprovecha el calor del sol sin necesidad de mecanismos o sistemas mecnicos. Energa solar trmica: Es usada para producir agua caliente de baja temperatura para uso sanitario y calefaccin. Energa solar fotovoltaica: Es usada para producir electricidad mediante placas de semiconductores que se alteran con la radiacin solar. Energa solar termoelctrica: Es usada para producir electricidad con un ciclo termodinmico convencional a partir de un fluido calentado a alta temperatura (aceite trmico). Energa solar hbrida: Combina la energa solar con otra energa. Segn la energa con la que se combine es una hibridacin: Renovable:biomasa,energa elica.27 No renovable:Combustible fsil. Energa elico solar: Funciona con el aire calentado por el sol, que sube por una chimenea donde estn los generadores.

La instalacin de centrales de energa solar en la zonas marcadas en el mapa podra proveer algo ms que la energa actualmente consumida en el mundo (asumiendo una eficiencia de conversin energtica del 8%), incluyendo la proveniente decalor,energa elctrica,combustibles fsiles, etctera. Los colores indican laradiacin solarpromedio entre1991y1993(tres aos, calculada sobre la base de 24 horas por da y considerando la nubosidad observada mediante satlites).Otros usos de la energa solar y ejemplos ms prcticos de sus aplicaciones: Huerta solar. Central trmica solar, como: la que est en funcionamiento desde el ao 2007 enSanlcar la Mayor(Sevilla), de 11MWde potencia que entregar un total de 24GWhal ao. y la de Llanos de Calahorra, cerca deGuadix, de 50MWde potencia. En proyecto Andasol I y II. Potabilizacinde agua. Cocina solar. Destilacin. Evaporacin. Fotosntesis. Secado. Arquitectura sostenible. Cubierta Solar. Acondicionamiento y ahorro de energa en edificaciones. Calentamiento de agua. Calefaccin domstica. Iluminacin. Refrigeracin. Aire acondicionado. Energa para pequeos electrodomsticos