Energía Solar
Mathilde Constantin | Ing. Energías Renovables
La energía solar es la luz radiante y calor del sol que se aprovecha mediante una variedad de tecnologías, como la energía solar para generar electricidad, la energía solar térmica, incluido el calentamiento solar de agua, y la arquitectura solar. Es una fuente esencial de energía renovable, y sus tecnologías se caracterizan en términos generales como solar pasiva o solar activa según cómo capturen y distribuyan la energía solar o la conviertan en electricidad. Las técnicas solares activas incluyen el uso de sistemas fotovoltaicos, energía solar concentrada y calentamiento solar de agua para aprovechar la energía. Las técnicas solares pasivas incluyen la orientación de un edificio hacia el Sol, la selección de materiales con masa térmica favorable o propiedades de dispersión de la luz, y el diseño de espacios en los que circule el aire de forma natural. La gran magnitud de la energía solar disponible la convierte en una fuente de electricidad muy atractiva. La energía solar ha sido más barata que los combustibles fósiles desde 2021. En 2011, la Agencia Internacional de Energía dijo que
«el desarrollo de tecnologías de energía solar asequibles, inagotables y limpias tendrá enormes beneficios a largo plazo. Aumentará la seguridad energética de los países mediante la dependencia de un recurso autóctono, inagotable y en su mayoría independiente de las importaciones, mejorar la sostenibilidad, reducir la contaminación, reducir los costos de mitigar el calentamiento global… Estas ventajas son globales».
En 2021, Carbon Tracker Initiative estimó que el área de tierra necesaria para generar toda nuestra energía solo a partir de la energía solar era de 450 000 km2, o aproximadamente lo mismo que el área de Suecia, el área de Marruecos o el área de California. Los techos son un lugar adecuado para los paneles solares, ya que muchas personas han descubierto que de esta manera pueden recolectar energía directamente de sus hogares. Otras áreas aptas para las celdas solares son los terrenos que no se utilizan para negocios donde se pueden establecer plantas solares.
Un panel de celdas solares, panel eléctrico solar, módulo fotovoltaico o panel solar es un conjunto de celdas fotovoltaicas montadas en un marco para su instalación. Los paneles solares utilizan la luz solar como fuente de energía para generar electricidad de corriente continua. Una colección de módulos fotovoltaicos se denomina panel fotovoltaico y un sistema de paneles fotovoltaicos se denomina matriz. Las matrices de un sistema fotovoltaico suministran electricidad solar a los equipos eléctricos.
El desarrollo de las celdas fotovoltaicas remonta al año 1839 donde el físico francés Edmond Becquerel observó por primera vez la capacidad de algunos materiales para crear una carga eléctrica a partir de la exposición a la luz, aunque se terminaron usando como instrumento para medir la luz. En 1881, el inventor estadounidense Charles Fritts creó el primer panel solar comercial, que Fritts informó como «continuo, constante y de fuerza considerable no solo por la exposición a la luz solar sino también a la luz diurna tenue y difusa». En 1939, Russell Ohl creó el diseño de celda solar que se usa en muchos paneles solares modernos. Patentó su diseño en 1941. En 1954, Bell Labs utilizó por primera vez este diseño para crear la primera célula solar de silicio comercialmente viable.
Los módulos fotovoltaicos utilizan la energía luminosa del Sol para generar electricidad a través del efecto fotovoltaico. La mayoría de los módulos utilizan celdas de silicio cristalino basadas en obleas o celdas de película delgada. Las celdas deben protegerse del daño mecánico y la humedad. La mayoría de los módulos son rígidos, pero también están disponibles los semiflexibles basados en celdas de película delgada. Un solo módulo solar puede producir solo una cantidad limitada de energía. El equipo se selecciona cuidadosamente para optimizar la producción, el almacenamiento de energía, reducir la pérdida de energía durante la transmisión de energía y la conversión de corriente continua a corriente alterna.
