La Vía Térmica

Habitualmente, se suele dividir a los sistemas de aprovechamiento de energía solar por vía térmica en dos grupos.

La utilización de la energía solar a baja y media temperatura
La utilización de energía solar a alta temperatura

Los sistemas de aprovechamiento a baja y media temperatura.

Son los que ofrecen posibilidades más interesantes a corto plazo, utilizándose de cara a servicios de tipo domésticos, tales como la producción de agua caliente sanitaria, calefacción, climatización de piscinas, invernaderos, secaderos, etc.
Normalmente, resulta conveniente en estos casos disponer de sistemas solares con apoyo de algún sistema convencional de producción de energía, para garantizar que el suministro energético es el adecuado, ya que, -como señalabamos anteriormente- la energía solar tiene un carácter disperso y semialeatorio, y, por lo tanto, pudiera suceder en un momento dado que la ausencia de una radiación solar suficiente hiciera imposible la cobertura de las necesidades energéticas mediante el sistema solar. Por otro lado, intentar basar un servicio exclusivamente en aportaciones energéticas de origen solar implicaría tener que instalar sistemas solares de grandes dimensiones y a precios aún prohibitivos, por lo que los sistemas mixtos solar-convencional resultan más racionales por el momento.
El aprovechamiento de energía solar a baja temperatura se puede realizar a partir de varias vías diferentes.
Mediante la utilización pasiva de la energía solar o arquitectura solar.

En efecto, arquitectos, promotores y constructores comienzan a ser sensibles ante las posibilidades que ofrecen la energía solar, por lo que intentan cada vez más que las viviendas que construyen se adapten adecuadamente al entorno y al clima en el que se encuentran localizados, evitando proyectos irracionales desde el punto de vista energético.
Estas casas, por ejemplo tienen amplios ventanales orientados hacia el sur para calentar el interior en invierno y unas persianas diseñadas para generar un espacio refrigerado en el interior en verano. Además las paredes se construyen de maateriales cerámicos que en invierno guardan el calor y en verano lo expulsan además de utilizar depósitos de agua para guardar el calor para la noche de invierno.

Mediante los sistemas solares basados en colectores
Un colector o captor es un instrumento que absorbe el calor proporcionado por el Sol con un mínimo de pérdidas y los transmite a un fluido (aire o más frecuentemente, agua). Generalmente se emplea para producir agua caliente de uso doméstico o par a hacer funcionar sistemas de calefacción.
Los hay de dos tipos:los sistemas de colecotres planos y los sistemas de colectores de concentración

Colectores planos: son actualmente los más difundidos y representan alre dedor del 90% de la producción de colectores.
Se componen esquemáticamente de una lámina plana, o placa, capaz de absorber eficientemente la radiación solar y convertirla en calor, y de una serie de tubos en buen contacto térmico con la placa, por los que circula un líquido refrigerante (generalmente agua o agua con anticongelante). Este líquido que circula por los canales de distribución sirve para transmitir el calor abs orbido por la placa a un sistema de producción de agua caliente o a un sistema de calefacción.
La lámina es habitualmente metálica (de cobre o acero inoxidable, principalmente) y a menudo está recubierta de un tratamiento selectivo especial para hacer que la absortancia de la radiación solar por parte de la superficie de la lámina sea más intensa. Para disminuir las pérdidas de calor del colector, la parte posterior de la lámina posee un aislamiento térmico, y la parte superior una cubierta de láminas transparentes de cristal o -en algunos casos- plástico, que reduce las pérdidas de calor por radiación y convierte al colector en una espe

cie de invernadero. Por último, una caja metálica es el soporte de todos estos elementos.







Los colectores de concentración: se utilizan para instalaciones que trabajan a media temperatura, Estos colectores concentran la radiación solar que recibe la superficie captadora en un elemento receptor de superficie muy reducida (un punto, una línea). Al ser el recptor más pequeño que en los colectores planos puede estar fabricado a partir de materiales más sofisticados y caros que permiten una mejor absorción de la energía solar. por otro lado, al recibir la radiación solar de manera concentrada. los colectores de concentración son capaces de proporcionar temperaturas de hasta 300ºC con buenos rendimientos.
Las centrales de colectores de concentración se utilizan para generar vepor a alta temperatura con destino a procesos industriales, para producir energía eléctrica, etc.
Hay colectores de concentración de varios tipos. Pero todos ellos tienen en común que exigen estar dotados, para ser eficientes, de un sistema de seguimiento que les permita permanecer constantemente situados en la mejor posición para recibir los rayos del sol a lo largo del día.
Los sitemas de seguimiento del sol de estos colectores son de varios tipos. El colector de concentración cilíndrico-parabólico (uno de los más difundidos) suele utilizar un reloj o sensor óptico. Este último combinado con un servomotor, hace girar al colector siguiendo la dirección del sol.


Uno de los inconvenientes de la mayoría de los colectores de concentración (y entre ellos, del cilídrico parabólico) es que sólo aprovechan la radiación directa del Sol, es decir, que sólo aprovechan los rayos solares que realmente inciden sobre su superficie. No son capaces, por el contrario, de captar la radiación solar difusa. Por ello, no resultan convenientes en zonas climáticas que, aunque reciben una aceptable cantidad de radiación solar, son relativamente nubosas. Sólo resultan realmente eficaces en zonas auténticamente soleadas.

Los Sistemas de Aprovechamiento de la Energía Solar

En la actualidad, la energía solar está siendo aprovechada para fines energéticos a través de dos vías basadas en principios físicos diferentes.
Por un lado la vía térmica. Los sistemas que adoptan esta vía absorben la energía solar y la transforman en calor.
Por otro lado, la vía fotovoltaica. Este permite la transformación directa de la energía solar en energía eléctrica mediante las llamadas "células solares" o "células fotovotaicas". Dichas células hacen posible la producción de electricidad a partir de la radiación solar merced al efecto fotovoltaico, un efecto por el que se transforma directamente la energía luminosa en energía eléctrica y que se produce cuando la radiación solar entra en contacto con un material semiconductor cristalino.

Los sistemas basados en la vía térmica también pueden hacer posible el aprovechamiento de la energía solar en forma de energía eléctrica, pero siguinedo un método que podriamos llamar "indirecto". En efecto, algunos de estos sistemas absorben la energía solar en forma de calor mediante un captor térmico y después la transforman en electricidad mediante una máquina termodinámica.

Silicon Valley apuesta por la energía solar

Mientras se exige energía limpia alrededor del mundo, las empresas de Silicon Valley al norte de California están intentando desarrollar energía solar, según publicó el martes un informe.

Las empresas capitalistas de la región, fabricantes de chips y empresarios apuestan por la energía solar, que también depende de silicona, dijo el informe de la página Web de Los Angeles Times.

“Los ingenieros y empresarios en Silicon Valley se están aprovechando de su habilidad en los chips de ordenadores para diseñar y fabricar celdas solares que generen electricidad con las que esperan que sean cada vez más competentes con las fuentes de energía tradicional tales como el carbón y el gas natural”, dijo el informe.

La mayoría de las celdas solares y chips están hechos con la misma materia prima con la que el valle obtiene su nombre.

“Estamos en los primeros pasos en lo que concierne el largo proceso de fabricación de tecnología solar”, dijo Eric Straser, que dirige los experimentos “tecnología limpia” en la empresa Mohr Davidow Ventures en el Parque Menlo. “El potencial es realmente enorme”.

A pesar de ser tres veces más caro que el combustible fósil en los Estados Unidos, la energía solar tiene grandes potenciales teniendo en cuenta las preocupaciones del calentamiento global de la Tierra, consecuencia del combustible fósil, según el informe.

Los inversores de Silicon Valley también se están interesando por la energía solar, parte de sus intereses crecientes en las empresas que desarrolla tecnologías que no dañan el medio ambiente.

Se espera que la industria de energía solar “crezca de 11 mil millones de dólares en 2005 a 51 mil millones de dólares en 2015, según un pronóstico de Clean Edge Inc., una empresa de mercado de investigación enfocada en la tecnología limpia.

Esto ha provocado que muchas empresas en Silicon Valley se aventuren en este campo.

Se invirtió alrededor de 1,4 mil millones de dólares en las empresas de capital de riesgo en tecnología limpia en los primeros seis meses y se invirtió 1,6 mil millones de dólares el año pasado, según Cleantech Venture Network.

Se invirtió cerca de un tercio de ese dinero en Silicon Valley, dijo Carl Guardino, que dirige Silicon Valley Leadership Group.

La expansión solar en Silicon Valley no creará necesariamente puestos de empleo en la región. La producción tiene lugar en primer lugar en países cuya coste de la mano de obra es baja, la mayoría en Asia, según el informe. (Pueblo en Línea)

19/10/2006

Wi-Fi con energía solar

Negroponte lanza un programa para alimentar redes Wi-Fi con paneles solares

Green Wi-Fi es el nombre del nuevo proyecto de Negroponte, últimamente muy interesado por todo lo que tiene que ver con la informatización del tercer mundo. En este caso, se pretende utilizar paneles solares para alimentar los puntos de acceso wi-fi instalados en países en vías de desarrollo.

La energía es, de hecho, uno de los principales problemas del tercer mundo, donde la electricidad es muchas veces un bien escaso e inestable. Por ello, el portátil de 100 dólares de Negroponte incorpora una manivela que, en caso de necesidad, puede emplearse para alimentar el ordenador.

Con Green Wi-Fi lo que se pretende es encontrar una fuente de energía barata para poder conectar todos estos equipos. Uno de los puntos más interesantes del proyecto es que, en caso de que no haya suficiente sol, el punto de acceso es capaz de repartir la electricidad producida para que sólo puedan acceder a Internet los usuarios que más necesidad tengan. Por ejemplo, los profesores.

El equipo experimental consiste en un panel solar y una batería adaptada, además de un router de Netgear, el WGT634U. Negroponte espera tener lista la primera instalación comercial para finales de verano en Uttar Pradesh (India).

¿Qué se puede obtener con la energía solar?

Básicamente, recogiendo 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.
Hablemos primero de los sistemas de aprovechamiento térmico. El calor recogido en los colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc. Incluso podemos climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del año.
También, y aunque pueda parecer extraño, otra de las más prometedoras aplicaciones del calor solar será la refrigeración durante las épocas cálidas .precisamente cuando más soleamiento hay. En efecto, para obtener frío hace falta disponer de una «fuente cálida», la cual puede perfectamente tener su origen en unos colectores solares instalados en el tejado o azotea. En los países árabes ya funcionan acondicionadores de aire que utilizan eficazmente la energía solar.
Las aplicaciones agrícolas son muy amplias. Con invernaderos solares pueden obtenerse mayores y más tempranas cosechas; los secaderos agrícolas consumen mucha menos energía si se combinan con un sistema solar, y, por citar otro ejemplo, pueden funcionar plantas de purificación o desalinización de aguas sin consumir ningún tipo de combustible.
Las «células solares», dispuestas en paneles solares, ya producían electricidad en los primeros satélites espaciales. Actualmente se perfilan como la solución definitiva al problema de la electrificación rural, con clara ventaja sobre otras alternativas, pues, al carecer los paneles de partes móviles, resultan totalmente inalterables al paso del tiempo, no contaminan ni producen ningún ruido en absoluto, no consumen combustible y no necesitan mantenimiento. Además, y 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.
Si se consigue que el precio de las células solares siga disminuyendo, iniciándose su fabricación a gran escala, es muy probable que, para la segunda década del siglo, una buena parte de la electricidad consumida en los países ricos en sol tenga su origen en la conversión fotovoltaica.
La energía solar puede ser perfectamente 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 que únicamente funcionaría en los periodos sin sol. El coste de la «factura de la luz» sería sólo una fracción del que alcanzaría sin la existencia de la instalación solar.