Читать книгу Replanteo de instalaciones solares térmicas. ENAE0208 - S. L. Innovación y Cualificación - Страница 9

La energía solar se aprovecha de distintos modos. Uno de ellos es para calentar agua para su uso directo o como calefacción de edificios, y otro de ellos es para la producción de electricidad para cualquier uso.

Para la obtención de agua caliente sanitaria para uso directo o calefacción se utilizan paneles solares térmicos que aprovechan la radiación solar para la producción de calor. Este calor producido se utiliza para calentar un fluido, normalmente agua (aunque también se puede utilizar aire o una mezcla de agua con otros líquidos), y aprovecharlo para producir agua caliente, calefacción o cualquier aplicación que suponga el calentamiento de un fluido. Este es el fundamento de la energía solar térmica.

Definición

Energía solar térmica

Llamada también termosolar, consiste en el aprovechamiento de la radiación del Sol para producir calor que puede aprovecharse para la producción de agua caliente sanitaria para consumo o calefacción, además de la producción de energía mecánica para convertirla en energía eléctrica a partir de vapor de agua en plantas termosolares. Este tipo de energía utiliza colectores de energía solar térmica que calientan un fluido llamado “caloportador”, que circula a través de ellos y que a su vez es el encargado de producir el aumento de temperatura del fluido que se quiera calentar, ya sea agua para uso doméstico, agua para calefacción o para la producción de vapor de agua para producir electricidad.

Para obtener electricidad se utilizan paneles fotovoltaicos. Estos están compuestos por una serie de células fotovoltaicas que convierten la luz solar incidente en un potencial eléctrico, sin sufrir cambios de temperatura. De este modo, se aprovecha entre un 9 % y un 14 % de la energía solar. Este es el fundamento de la energía solar fotovoltaica.

Definición

Energía solar fotovoltaica

Es una fuente de energía de origen renovable que se obtiene a partir de la radiación solar, mediante un dispositivo llamado “célula fotovoltaica”, que está formada por material semiconductor. Cuando esta célula se expone a la radiación solar, un fotón de energía luminosa arranca un electrón del material semiconductor, creando un “hueco” que es “llenado” a su vez por otro electrón procedente de otro “hueco”. Este movimiento de electrones provoca una diferencia de potencial y, por lo tanto, una tensión eléctrica entre dos partes del material, tal y como ocurre en una pila, dando lugar a una corriente eléctrica.

El Sol es la estrella más próxima a la Tierra. Tiene un radio de unos 700.000 km y una masa de 2 × 1030 kg, unas 330.000 veces la de la Tierra. A su alrededor giran los planetas del Sistema Solar, aunque él concentra el 99 % de la masa del mismo. Su densidad es 1,41 × 10³ kg/m³. La temperatura de su superficie ronda los 6.000 °C, aunque es algo menor en las manchas solares (alrededor de los 4.800 °C). Las manchas solares tienen una gran influencia en nuestro clima. Cerca del centro, la temperatura es de más de 15.000.000 °C y la densidad es unas 120 veces mayor que en la superficie. En esta zona se alcanzan presiones de 250.000 millones de atmósferas. Los gases del núcleo están comprimidos hasta una densidad 150 veces la del agua.

La fuente de toda la energía del Sol se encuentra en el núcleo. Debido a las condiciones extremas de presión y temperatura en su interior, tienen lugar reacciones nucleares de fusión. En estas, cuatro átomos de hidrógeno se combinan para convertirse en un átomo de helio. La masa del átomo de helio es 0,7 % menor que la masa de los cuatro átomos de hidrógeno. Esa masa que falta es lo que se convierte en energía que, en forma de rayos gamma, se expande desde el núcleo hacia la superficie en los primeros 500.000 km de espesor de la esfera solar por radiación. Ahí alcanza la zona en que el transporte es ya por convección y que permite a los fotones, después de un largo viaje de miles de años, alcanzar la superficie solar.

Se calcula que en la parte interna del Sol se fusionan 700 millones de toneladas de hidrógeno cada segundo, y la pérdida de masa, que se transforma en energía solar, se cifra en 4,3 millones de toneladas por segundo. La estabilidad del Sol como estrella se consigue por el equilibrio entre las fuerzas interiores, que tienden a expandirla, y las fuerzas de gravitación, que tienden a comprimirla. A ese ritmo de transformación, el Sol necesitará más de 6.000 millones de años para consumir el 10 % del hidrógeno que posee. Cuando, en un futuro, esto se produzca, significará que el hidrógeno del sol comienza a escasear, y las fuerzas de gravitación serán más importantes que las fuerzas interiores, por lo que el Sol se colapsará y empezará a morir.

El Sol se encuentra a 149,5 millones de kilómetros y su luz tarda 8,3 minutos en llegar a la superficie terrestre, a una velocidad de 300.000 km/s. La radiación solar llega a la Tierra como ondas electromagnéticas en forma de fotones, que no necesitan un medio físico para su propagación, y se desplazan por el espacio en todas las direcciones.

Recuerde

El Sol es la estrella más próxima a la Tierra. Tiene un radio de unos 700.000 km y una masa de 2 × 1030 kg, unas 330.000 veces la de la Tierra.