Esta tipología de energía, clave para la sostenibilidad del planeta, nace de la fusión nuclear de helio e hidrógeno. Por suerte para la Tierra, la energía solar llega en forma de radiación electromagnética mediante luz, calor y rayos ultravioleta. El sol es la central infinita de tres energías renovables que mitigan los efectos del cambio climático.
Esa estrella tan cercana y lejana a la vez se originó hace más de 4.500 millones de años y dista de la Tierra aproximadamente 150 millones de kilómetros, una distancia que su luz recorre en algo más de ocho minutos.
El hidrógeno acapara casi las tres cuartas partes de su masa (1,39 millones de kilómetros de diámetro, 109 veces mayor que el de la Tierra) y el resto se compone sobre todo de helio. Precisamente la energía que genera se produce mediante la fusión nuclear de ambos elementos. También están presentes, aunque en cantidades mucho más pequeñas, oxígeno, carbono, neón y hierro.
La superficie del sol alcanza unos 5.500 grados centígrados y se calcula que su núcleo ronda unos 15 millones de grados.
Se trata de una estrella de tamaño medio (se han localizado algunas hasta 100 veces mayores) y hace posible la vida en el planeta, junto con la abundancia de agua, gracias al proceso químico de la fotosíntesis.
¿Qué tipos de energía solar existen?
Desde el punto de vista energético, es una de las fuentes renovables cuya instalación, gestión y uso es más accesible para las personas, o las empresas. De hecho, la energía solar fotovoltaica está viendo incrementado su uso en las zonas climáticas más favorables, e incluso con los recientes planes de subvenciones han aumentado las facilidades para usarla como autoconsumo. Conoce como fue descubierta su capacidad para producir electricidad en este artículo.
Dependiendo de su procedencia y cómo es procesada, existen diferentes tipos:
Energía solar térmica:
Este sistema aprovecha el aporta calorífico que brinda el Sol. La radiación solar se convierte en energía térmica para calentar un fluido que se puede utilizar para diversos usos como puede ser la calefacción o el agua caliente sanitaria. En cuanto a las centrales solares hay que destacar dos tipos: las termoeléctricas, que calientan un fluido para obtener vapor de agua y mover la turbina que genera electricidad; y los parques fotovoltaicos, que dominan la reacción del silicio que convierte la luz en electrones.
Energía solar fotovoltaica:
Este tipo de energía permite la obtención directa de electricidad a partir de la radiación solar. Se trata de un tipo de energía renovable, inagotable y no contaminante que puede producirse en instalaciones con paneles solares fotovoltaicos. Una de las grandes ventajas de esta tecnología es que es modular: los paneles pueden usarse para el autoconsumo (brindar electricidad en hogares o edificios) o también para abastecer a la red eléctrica a través de grandes centrales.
Energía solar pasiva:
La energía solar pasiva aprovecha directamente la energía directa procedente del sol sin realizar ninguna transformación. Por tanto, no es necesario utilizar ningún dispositivo eléctrico para transformar una corriente a otra y para acumular la energía, como sí sucede con la energía activa de los otros dos tipos anteriormente explicados.
Tecnologías de energía solar a través de la historia:
La energía fotovoltaica es la más extendida en grandes instalaciones o huertos solares, y sus paneles transforman directamente la radiación solar en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Fue el físico francés Edmond Becquerel quien lo descubrió en 1839 al percatarse de que una celda de electrodos metálicos producía más electricidad a través de una solución conductora cuando quedaba expuesta a la luz.
En 1883, el científico norteamericano Charles Fritts creó la primera célula fotoeléctrica utilizando el selenio por material semiconductor. Hoy, la industria emplea masivamente el silicio como ingrediente fundamental en el proceso.
Existen ensayos operativos con materiales derivados del carbono en paneles orgánicos, que aportan ventajas como la posibilidad de adaptarlos a superficies irregulares. Esto podría facilitar y abaratar su instalación por ejemplo en entornos urbanos y para usos domésticos.
El primer módulo fotovoltaico lo desarrollaron en 1954 ingenieros de la NASA para alimentar con luz solar los equipos de comunicación de los satélites. A mediados de los años setenta, los avances fotovoltaicos llegaron al ámbito civil, aunque la capacidad de aquellos módulos era bastante inferior a la de los actuales.
Un estímulo convincente: el precio
Como en la mayoría de fuentes renovables, el auge de la energía solar se asocia a su abaratamiento. La gran barrera que impedía su desarrollo hasta hace pocos años eran los gastos de inversión tecnológica. Pero esta dificultad se ha superado gracias a la innovación y la economía de escala.
Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), «globalmente, el coste total de los proyectos solares fotovoltaicos se sitúa por debajo de los costes marginales de las plantas de generación con combustibles fósiles y seguirá bajando drásticamente en las tres próximas décadas».
Un ejemplo. A finales de la pasada década, el precio de la energía eléctrica producida por las plantas fotovoltaicas en España se situaba en 297 euros por MWh (megavatio-hora). Según la Asociación Nacional de Productores de Energía Fotovotaica (ANPIER), «este esfuerzo tecnológico ha permitido bajar en un 90% los costes de instalación para ofrecer precios de la energía cercanos a los 30 euros por MWh, algo que resultaba impensable hace unos pocos años».
Las plantas fotovoltaicas suelen conectarse a la red para verter toda la electricidad que generan. También los generadores para autoconsumo: la energía sobrante que no se emplea en el abastecimiento de una vivienda o una empresa, se canaliza a la red. Sin embargo, otras instalaciones fotovoltaicas funcionan sin esa conexión, por ejemplo las que generan energía para usos agropecuarias (riego, maquinaria, iluminación, etc.) en lugares aislados.
Mejor gestión, más eficiencia
Los avances tecnológicos no solo han conseguido reducir los costes de instalación, operación y mantenimiento, también han multiplicado la capacidad de gestión mediante la monitorización a distancia del rendimiento y las incidencias técnicas o la trazabilidad de la energía eléctrica para certificar su origen 100% renovable, algo fundamental de cara al consumidor y para la financiación de proyectos con garantía de ser sostenibles.
Igualmente, esa evolución tecnológica ha impulsado la eficiencia y el rendimiento de los paneles solares, es decir, en el aprovechamiento de un mayor porcentaje de la luz solar que incide sobre las celdas y finalmente se convierte en electricidad.
La superficie del sol alcanza unos 5.500 grados centígrados y se calcula que su núcleo ronda unos 15 millones de grados. Según Ignacio Mártil de la Plaza, doctor en Física, catedrático de Electrónica y autor de ‘Energía Solar. De la utopía a la esperanza’, «la eficiencia de las células de silicio está en la actualidad por encima del 26%, muy cerca de su límite teórico, del 29%. Pero con otros materiales y otros conceptos no solo veremos algún día eficiencias del 50%, es que, de hecho, ya las vemos». Los ensayos en laboratorio han permitido ya eficiencias del 46% gracias a una nueva generación de células solares, las de unión múltiple de alta concentración.
