Ciencias naturales básicas



Energía solar: ventajas, desventajas y aprovechamiento

La energía solar es, como su nombre lo indica, la energía que recibimos del sol y que se puede transformar en otras formas de energía. Además, está garantizada para los próximos 6,000 millones de años. 

El Sol

Fuente de vida y origen de las demás formas de energía que el hombre ha utilizado desde los albores de la historia. Puede satisfacer todas nuestras necesidades, si aprendemos cómo aprovechar de forma racional, la luz que continuamente derrama sobre el planeta.
Ha brillado en el cielo desde hace cinco mil millones de años, y todavía no ha llegado ni a la mitad de su existencia.
energía solar
Figura 1.

Cantidad de energía solar

Cada año el sol arroja sobre la Tierra cuatro mil veces más energía que la que vamos a consumir.
España, por su privilegiada situación y climatología, se ve particularmente favorecida respecto al resto de los países de Europa. Sobre cada metro cuadrado de su suelo inciden al año unos 1.500 kilovatios-hora de energía. Cifra similar a la de muchas regiones de América Central y del Sur.

Aprovechamiento de la energía solar

Una de las ventajas de la energía solar, es que puede aprovecharse directamente o ser convertida, por ejemplo, en electricidad.
Sería poco racional no aprovechar, por todos los medios técnicamente posibles, esta fuente energética gratuita, limpia e inagotable.
Ella puede liberarnos de la dependencia del petróleo o de otras alternativas poco seguras, contaminantes o agotables.

Desventajas de la energía solar

Existen algunos problemas que debemos afrontar y superar:
  • Las dificultades que una política energética solar avanzada conllevaría por sí misma.
  • Hay que tener en cuenta que esta energía está sometida a  fluctuaciones  más o menos bruscas. Por ejemplo, la radiación solar es menor en invierno, precisamente cuando más consumimos energía.
Es importante proseguir con el desarrollo de las tecnologías de captación, acumulación y distribución de la energía solar, para conseguir las condiciones que la hagan competitiva a escala planetaria.

¿Qué se puede obtener con la energía solar?

Captando de forma adecuada la radiación solar, podemos obtener calor y electricidad.
El calor se logra mediante los captadores o colectores térmicos, y la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación.

Calor

El calor recogido en los colectores, puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades:
  • Obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial.
  • Dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc.
  • Climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del año.
  • Otra de las aplicaciones del calor solar, será la refrigeración durante las épocas cálidas. En efecto, para obtener frío hace falta disponer de una «fuente cálida», la cual puede perfectamente tener su origen en colectores solares instalados en el tejado. En los países árabes ya funcionan a pleno rendimiento acondicionadores de aire que utilizan eficazmente la energía solar.
  • Las aplicaciones agrícolas son muy amplias. Con invernaderos solares pueden obtenerse mejores cosechas; los secaderos agrícolas consumen menos energía si se combinan con un sistema solar.
  • Se podrían hacer funcionar plantas de purificación o desalinización de aguas sin consumir ningún tipo de combustible.

Electricidad

Las células solares fueron creadas por Charles Fritts. Dispuestas en paneles solares, ya producían electricidad en los primeros satélites espaciales. Hoy se perfilan como la solución definitiva al problema de la electrificación rural, con claras ventajas sobre otras alternativas:

Primero, resultan más resistentes al paso del tiempo. Segundo, no contaminan ni producen ruido. Además, no usan combustible y necesitan poco mantenimiento. Finalmente, aunque con menos rendimiento, funcionan también en días nublados, puesto que captan la luz que se filtra a través de las nubes.

La electricidad que así se obtiene puede usarse de manera directa. Por ejemplo, para sacar agua de un pozo o para regar mediante un motor eléctrico. O bien, ser almacenada en acumuladores para usarse en las horas nocturnas.

También es posible inyectar la electricidad generada en la red general, obteniendo un importante beneficio.

Futuro del uso de la energía solar

Es necesario que el precio de las células solares siga disminuyendo. Así, es más probable que para la tercera década del siglo, buena parte de la electricidad consumida en los países ricos, provenga del sol.
La energía solar puede ser complementada con otras energías convencionales, para evitar la necesidad de grandes y costosos sistemas de acumulación. Así, una casa bien aislada puede disponer de agua caliente y calefacción solares, con el apoyo de un sistema convencional a gas o eléctrico. Este funcionaría en los periodos sin sol. El costo de la «factura de la luz» sería sólo una fracción del que alcanzará sin la existencia de la instalación solar.

Taller de lectura

  1. ¿Cuál es la principal fuente de energía de la Tierra?
  2. ¿Cuánta energía solar incide sobre cada metro cuadrado del suelo español?
  3. ¿Cuál es la fuente de energía de la que dependen hoy, todas las actividades humanas?
  4. ¿Cuáles son las tres características principales de la energía solar?
  5. ¿Cuál es el principal problema natural, para el aprovechamiento óptimo de la energía solar?
  6. ¿Qué tecnologías es necesario mejorar con el fin de hacer, de la energía solar, una fuente de energía competitiva?
  7. ¿Qué se puede obtener con la energía solar?
  8. ¿Para qué sirven los captadores o colectores térmicos y los módulos fotovoltaicos?
  9. ¿Para qué puede destinarse el calor recogido en los colectores? Escriba los ejemplos
  10. ¿Por qué puede utilizarse el calor para hacer funcionar sistemas de refrigeración?
  11. ¿Cuáles son las aplicaciones agrícolas del calor?
  12. ¿Cuáles fueron las primeras aplicaciones de las celdas solares?
  13. Escriba las ventajas de utilizar paneles o celdas solares para solucionar el problema de la electrificación rural.
En las preguntas 14 a 20, responda falso o verdadero, según corresponda.
  1. _____ La electricidad obtenida con celdas solares puede utilizarse, almacenarse o transferirse directamente.
  2. _____ Colombia recibe sobre su suelo una cantidad de energía solar, similar a la que recibe España.
  3. _____ A diferencia, de la energía obtenida del petróleo, la energía solar es agotable, contaminante e insegura.
  4. _____ El petróleo, el carbón y el gas natural, son energía solar acumulada por la naturaleza durante mucho tiempo.
  5. _____ Para aprovechar mejor la energía solar, es necesario abandonar las fuentes de energía contaminante.
  6. _____ Si se reduce el costo de las celdas solares, es fácil masificar el uso de la energía solar.
  7. _____ Además de la energía del petróleo, sólo se puede obtener energía del sol para las actividades humanas.