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Energía solar

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Hace poco hablamos en Xataka Ciencia sobre energías renovables y no renovables. Hoy profundizaremos un poco más en la energía solar, veremos sus ventajas e inconvenientes y analizaremos los dos grupos de tecnologías que existen.

Hablamos de energía solar como la captación de la radiación solar para transformar energía solar en calor (térmica), o para generar electricidad (fotovoltaica). Esta energía necesita pasar por un proceso de transformación, ya que no se puede aprovechar directamente. Dentro de la energía solar existen dos grupos de tecnologías:

Solar térmica

El sol se emplea para calentar un fluido que posteriormente alimenta algún sistema de generación convencional. Por ejemplo, un ciclo de vapor para mover una turbina que genere electricidad. Para concentrar la luz solar en un punto existen diferentes métodos:

Concentrador parabólicos: Cuenta con un arreglo de espejos en forma de cilindro parabólico. En el foco se coloca un conducto por donde pasa el fluido.

CCP

Concentrador discoidal: Toda la energía solar se concentra en un punto.

Discoidal

Concentrador de torre: Mediante un conjunto de espejos se forma una estructura (heliostato) reflectante rectangular, que se utiliza para “apuntar” hacia una torre la radiación solar. Utilizando varios heliostatos conseguimos alcanzar una temperatura muy elevada.

Torre

Tras aumentar la temperatura del fluido en cuestión, se introduce en una caldera, donde se calienta agua. Al aumentar el agua su temperatura, ésta se convierte en vapor, que se utiliza para hacer mover una turbina.

Una turbina es una máquina en la que una corriente de agua, vapor o gas, hace girar que un rodete de paletas o álabes. Para convertir esta energía mecánica del rotor en energía eléctrica, se hace uso de un generador eléctrico, que a partir de la Ley de Faraday, genera una fuerza electromotriz (F.E.M.)

Solar fotovoltaica

Se convierte directamente la energía solar en electricidad a través de células solares. Estas células son capaces de convertir los fotones procedentes del Sol gracias al efecto fotovoltaico. De forma sencilla, los fotones de la luz solar inciden sobre la célula solar, y son absorvidos por el material semiconductor, por ejemplo el silicio. Los electrones salen despedidos de sus respectivos átomos recorriendo el semiconductor, y produciendo corriente eléctrica.

Para ver las ventajas y desventajas de la energía solar, comparémosla con otra energía renovable de uso extendido: la energía eólica. Actualmente la energía solar posee un coste de unos $0.12 kWh en comparación con los $0.09 que presenta la energía eólica. En cuanto a su rendimiento, las dos presentan cifras en torno a los 25-40%, aunque depende de qué tipo de tecnología utilicemos en cada caso. Los costes de inversión en la energía varían entre $2M y $5M por MW instalado mientras que en la energía eólica oscilan entre $2M y $3M. Como gran desventaja de la energía solar podemos señalar que las plantas solares ocupan enormes áreas de terreno, aunque pueden localizarse en terrenos deshabitados como desiertos o zonas deshabitadas. Además, la localización de la planta solar no es arbitraria. Debe colocarse en zonas de alta irradiancia solar y constante. Normalmente entre las latitudes de 40º Norte y 40º Sur.

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