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La energía solar

La energía solar

De divinidad a objeto de estudio de Albert Einstein, desde los albores de la humanidad la luz solar ha ido de la mano del ser humano. Hemos aprendido a respetarla, a estudiarla y, por último, a usarla para garantizar un futuro más brillante desde todos los puntos de vista.

¿Qué es la energía solar?

La madre de todas las energías

La energía solar es la energía madre de la Tierra. Gracias a la radiación solar, por ejemplo, las plantas realizan la fotosíntesis de la clorofila y ponen en marcha el proceso que permite la supervivencia de los seres vivos que habitan el planeta. La radiación solar también es responsable de los vientos, las mareas y los combustibles fósiles, lo que nos demuestra que el Sol es el principal motor de todas las formas de energía del planeta.

Durante siglos, el ser humano ha sacado provecho del estrecho vínculo que existe entre las plantas y el sol, sobre todo para aprender a gestionar el ciclo vital de los vegetales necesarios para su alimentación. Con la llegada del progreso tecnológico de finales del siglo XIX fue posible transformar la fuerza del sol en energía eléctrica gracias a la invención de la célula solar, el dispositivo que convierte la radiación del sol en energía eléctrica, gracias al aprovechamiento del fenómeno físico conocido como efecto fotovoltaico.

En la actualidad, casi 150 años después de la fabricación de la primera célula fotovoltaica, la energía solar es el tipo de energía renovable que más crece proporcionalmente (+24 % al año según el informe IRENA 2019) en consonancia con el desarrollo tecnológico, que permite la construcción de parques solares cada vez más eficientes. El mundo ya está listo para alcanzar y superar el umbral de los 500 GW de capacidad instalada gracias, entre otros, al gran impulso de Asia a las tendencias de crecimiento mundial. El sol va a seguir brillando en lo más alto, también de las energías sostenibles. 

La historia de la energía solar

Del fuego a la electricidad, una energía a prueba de futuro

El Dios Sol

Desde la antigüedad, el Sol se considera como fuente de vida, tanto que algunos lo veneran como una deidad. En los textos hindúes se le describe como «el que alimenta». Para Platón representa la imagen del bien.

El fuego de Olimpia

Ya en la antigua Grecia hay registros del uso de la energía solar. Algunas representaciones muestran que, durante las primeras competiciones deportivas, la llama olímpica se crea gracias a una lente que concentra el calor solar. Un método similar se utiliza para encender hogueras durante las celebraciones y los ritos religiosos.

Un arma ingeniosa

Cuenta la leyenda que Arquímedes utilizó un sistema de lentes para incendiar las velas de la flota romana que sitió Siracusa durante la Segunda Guerra Púnica. ¡Los famosos espejos!

Cultivos imperiales

Los romanos introducen el vidrio en los hogares para obtener más luz y conservar el calor. En los edificios de las termas, los principales lugares de reunión de la antigua Roma, se abren grandes ventanas orientadas al sur. Alrededor del 37 d.C. se construye el primer invernadero de cristal para cultivar verdura con el objetivo de saciar el apetito del emperador Tiberio.

El descubrimiento de la refracción

El médico y científico árabe Ibn Al-Haithnam explica en su «Libro de la óptica» el mecanismo de refracción de la luz y por qué una esfera de un material transparente concentra la radiación del sol en un punto situado debajo de la esfera. Sus escritos tienen una gran influencia en Bacon y otros filósofos europeos. 

El espejo de Leonardo da Vinci

Leonardo da Vinci diseña un espejo parabólico capaz de aprovechar la energía solar para secar telas. En su «De distillatione», el filósofo y alquimista Giovanni Battista Della Porta describe un destilador de agua de mar abastecido con energía solar

El primer colector solar

El científico —y alpinista— suizo Horace de Saussurre inventa el primer colector solar. Con una olla de madera forrada de corcho negro y recubierta de tres capas de vidrio consigue concentrar el calor y hacer que el agua de la olla hierva. 

Del platino a la electricidad

El físico francés Edmond Becquerel observa que algunas barras de platino a las que les da la luz del sol producen una pequeña cantidad de electricidad. Se trata del efecto fotoeléctrico, un fenómeno que en la actualidad sigue siendo la base del funcionamiento de las células fotovoltaicas. 

La revolución del selenio

El electricista inglés Willoughby Smith descubre que el selenio, cuando se expone a la luz, mejora su conductividad eléctrica

La primera célula solar

Charles Fritts crea en Estados Unidos las primeras células con una capa de selenio y otra de oro. Consiguen transformar en electricidad únicamente el 1 % de la energía solar que reciben, pero sientan las bases para la aplicación práctica de los descubrimientos realizados hasta ese momento. 

En los tejados de Nueva York

Se instala el primer panel solar en un tejado de Nueva York. Un rendimiento demasiado bajo obliga al abandono de la producción.

Einstein, fotones y electrones

Albert Einstein recibe el Premio Nobel de Física por la formulación de la ley del efecto fotoeléctrico, en la que explica cómo interactúa la luz con la electricidad. El científico demuestra que la luz contiene fotones dotados de energía, que ponen en movimiento los electrones dentro de ciertos materiales como el selenio. 

El silicio marca el comienzo de una nueva era

Chapin, Filler y Pearson desarrollan una célula solar fotovoltaica a base de silicio que convierte la energía solar en electricidad y es capaz de proporcionar energía a ciertos dispositivos de uso diario. El New York Times lo presenta como «el comienzo de una nueva era que permitirá aprovechar la energía ilimitada del sol en su totalidad en beneficio de todos los usos de la civilización». 

El Sol y el espacio

Se colocan células de silicio en el satélite Vanguard I, el primer satélite alimentado con energía solar. La energía solar se convierte en parte integral de todos los proyectos espaciales, proporcionando a los satélites la energía necesaria para transmitir noticias, películas, información meteorológica y mucho más. 

De las fábricas a las carreteras

Comienza la comercialización de las células fotovoltaicas. Su precio es prohibitivo hasta que Elliot Berman diseña una célula solar con un coste de producción más bajo, capaz de alimentar las luces de emergencia, los faros y los pasos a nivel.

El despegue de las energías renovables

El aumento del coste del petróleo y sus derivados bloquea los suministros. La crisis supone el pistoletazo de salida para las fuentes de energía renovable.

Eficiencia suiza

Markus Real crea unas instalaciones de 3 kW en 333 tejados de Zúrich, demostrando así la eficiencia del nuevo modelo energético y poniendo en marcha el mercado fotovoltaico en el sector residencial. Suiza promueve las instalaciones fotovoltaicas con incentivos económicos. 

Energía solar a cuatro ruedas

En Australia nace el primer coche alimentado por células solares, el Quiet Achiver

El gran auge europeo

La potencia fotovoltaica instalada en Europa supera 1 GWp (gigavatio pico), un crecimiento del 69 % respecto al año anterior, gracias a las fuertes inversiones (el caso de Alemania) o a la difusión de instrumentos de desgravación fiscal ad hoc (el «Conto Energia» en Italia). 

El sol sale cada vez más al este

En China se construye el parque solar del desierto de Tengger, la central fotovoltaica más grande del mundo.

Innovación Made in Italy

3SUN, la fábrica de Enel Green Power inaugurada en Catania en 2011, produce los innovadores paneles bifaciales con tecnología HJT, que garantizan un alto rendimiento en términos de eficiencia y una baja degradación de los módulos con el paso del tiempo. La Fábrica del Sol, tal y como ha sido apodada, opera sin descanso y produce 1.400 paneles fotovoltaicos al día y unos 500.000 al año.

Cómo funciona la energía solar

Fotovoltaico y termosolar, los dos corazones de una misma energía

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El corazón de cualquier parque fotovoltaico está representado por los paneles solares. El material semiconductor con el que están recubiertos, como por ejemplo el silicio, es sensible a la luz y crea la energía eléctrica al recibir la radiación solar gracias al fenómeno físico conocido como «efecto fotovoltaico». Los paneles se colocan sobre estructuras de soporte especiales que garantizan una correcta inclinación y orientación para aprovechar al máximo la exposición a la luz.

Todos los paneles solares de un parque fotovoltaico están conectados a un inversor, una máquina capaz de transformar la corriente continua producida por los módulos en corriente alterna, más fácil de transportar y utilizar en los hogares. Un sistema de control supervisa el funcionamiento de la central y lo conecta a la red para que la electricidad producida esté disponible.

Pero la energía solar también se puede utilizar en otros tipos de centrales, llamadas centrales «termosolares», en las que la energía solar se transforma en electricidad con un ciclo similar al de las centrales termoeléctricas tradicionales.

En estas centrales no hay paneles fotovoltaicos, sino espejos, que concentran los rayos del sol hacia un punto concreto, llamado receptor, en el que se encuentra un fluido termovector adecuado para almacenar y transportar el calor. El gran calor producido por los rayos del sol transforma el fluido del receptor en vapor, que se transporta a través de unos conductos hasta accionar una turbina.

La energía mecánica producida por la turbina se transmite al alternador, que la transforma en electricidad lista para ser distribuida.

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Ventajas de la energía solar

Potente, sostenible y silenciosa

Amplios márgenes de desarrollo

La eficiencia media de los paneles solares es del 20 %, pero la innovación tecnológica está subiendo el listón año tras año. La heterounión ya está en el 24,63 % y la multiunión ya ha superado el 40 %.

Un recurso escalable

De los tejados de las casas para uso doméstico a las centrales de energía solar para cubrir las necesidades energéticas de un país, la energía solar puede satisfacer una amplia variedad de necesidades. 

Cero emisiones, también acústicas

Una instalación fotovoltaica no emite ningún ruido durante su funcionamiento. Cero emisiones de CO2 y cero decibelios mientras se produce nueva energía sostenible. 

¿Sabías que...?

El parque solar del Sáhara, un sueño imposible. ¿O no?

Nueve millones de metros cuadrados de extensión y temperaturas diurnas de hasta 50 ºC. Si el desierto del Sáhara fuera un país, sería el quinto más grande del mundo, por detrás de Rusia, Canadá, China y Estados Unidos y por delante de Brasil. Pero con 0,11 habitantes por kilómetro cuadrado, por razones obvias, sería el menos habitado.

¿Sería posible convertir el desierto en un parque solar capaz de proporcionar energía a todo el mundo? Más allá de la complejidad de los factores técnicos, los datos finales sobre el potencial de la energía solar son sorprendentes. Según los cálculos del periodista informático italiano Paolo Attivissimo, utilizando las estimaciones energéticas mundiales para 2017 y equiparando el consumo de 8.000 millones de personas al de la población alemana, se necesitaría un parque solar de 1.000 km de longitud para satisfacer la demanda mundial de electricidad. ¿Te parece una barbaridad? Nada más lejos de lo contrario: no ocuparía más de una quinceava parte de todo el desierto del Sáhara.

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