La energía solar es la energía que procede del núcleo del sol. Este tipo de energía es resultado de una reacción nuclear de fusión fruto de las condiciones de intensa gravedad a las que está sujeto.
El Sol y todas las estrellas que rodean el universo, son esferas gaseosas gigantes y liberan grandes cantidades de energía mediante el proceso de conversión de hidrógeno (gas por el que están formadas) en helio.
Entonces, el Sol propaga radiaciones en casi toda la superficie del planeta Tierra, al cual se encuentra relativamente próximo, y toda aquella superficie que recibe sus radiaciones está recibiendo energía de una u otra forma; generalmente en forma de luz y calor.
Esta filtración de energía se realiza gracias a la atmósfera y a la magnetosfera, aunque las mismas también filtran radiaciones nocivas, son muy importantes porque permiten la llegada de radiación a la Tierra; lo cual es fundamental y esencial para la vida terrícola así como para la creación de lluvia, vientos, nubes y diferentes cambios climáticos.
En otras palabras, la energía hidráulica, eólica y marítima son derivados de la energía solar. El desarrollo de la tecnología, así como el de la ciencia ha permitido que se encuentren nuevas formas para poder obtener energía de los recursos naturales y en este caso de poder convertir la energía solar en un soporte eléctrico y de agua caliente para la vida en la Tierra.
Tipos de energía solar
Como ventaja, la energía solar, presenta que es una energía renovable por naturaleza, además de ser respetuosa con el medio ambiente. En este sentido, las inversiones requeridas para ponerla en funcionamiento no son muy altas; es decir, puede proporcionar energía barata en países en vías de desarrollo.
Sin embargo, tiene un inconveniente: Es una energía cuya eficacia va directamente vinculada al número de horas de Sol al año, es decir, depende del clima.
La Energía solar llega a la Tierra con una estructura de radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) natural del Sol, donde ha sido suscitada por el proceso de fusión nuclear mencionado anteriormente.
Una vez llegado a la Tierra, el uso de dicha energía solar se consigue mediante dos procesos: por conversión térmica de alta temperatura (sistema fototérmico) y por conversión fotovoltaica (sistema fotovoltaico).
Conversión térmica de alta temperatura
La tecnología procedente de las centrales solares todavía está en vías de desarrollo, de momento sirven como complemento a las centrales térmicas tradicionales.
El funcionamiento de las centrales solares que utilizan la conversión térmica de alta temperatura consiste en transformar la energía solar en energía térmica acumulada en un fluido. Para calentar el líquido se emplean unos dispositivos llamados colectores.
Para obtener un buen rendimiento de este tipo de energía a gran escala, las conversiones de temperatura deben ser superiores a 300 ºC, estas se consiguen mediante la exposición al Sol de grandes paraboloides (espejos enfocados hacia un punto concreto) que pueden cambiar de orientación.
El punto hacia el que están enfocados se denomina receptor central y esta formado por dichos espejos (heliostatos) que concentran los rayos del sol en la parte superior de una caldera. Dicha caldera cuenta con, generalmente, sodio fundido o vapor de agua, en su interior y debe soportar temperaturas superiores a 500 ºC.
El líquido de la caldera absorbe el calor producido por la energía solar y pasa por un circuito cerrado de almacenamiento que conserva su temperatura, después, pasa a la fase de generación de vapor la cual proporciona energía a una turbina que funciona como alternador; el cual nos permite obtener como resultado energía eléctrica.
La conversión fotovoltaica
La conversión fotovoltaica, también denominada como proceso de foto emisión interna, se desarrolló en 1953 y se comenzó a extender desde los años 60. En primer lugar comenzó usándose con los satélites espaciales y después, se pensó que su uso serviría para poder abastecer de luz y tecnología a las poblaciones ubicadas en lugares remotos, a las que no podían acceder con el cableado eléctrico tradicional. consiste en la transformación directa de la energía lumínica en energía eléctrica. Para lograr obtener energía eléctrica, se emplean placas solares compuestas por células fotovoltaicas cuyo material es el silicio y/o el germanio.
Con respecto a las aplicaciones de esta energía a gran escala, la conversión fotovoltaica destaca por encima de la conversión térmica ya que su rendimiento es mayor; esto se debe a que la foto emisión cuenta con menos absorción de fotones y de esta forma la luz pasa a ser electricidad sin tener que convertirse en una fase previa en energía térmica.
Este proceso es posible gracias a materiales semiconductores sobre los cuales actúan electrones estimulados que influyen en su conductividad. Dicha estimulación a veces necesita ser artificial, por medio de semiconductores dopados o gradientes de potencial eléctrico, ya que la propia de los materiales a veces resulta insuficiente.