Energía solar
21 de Junio de 2015
8.349 Palabras (34 Páginas)982 Visitas
Energía solar
La planta termosolar de 150 MW Andasol es una planta comer- cial de discos parabólicos, localizada en España. Esta planta uti- liza un sistema de tanques con sales fundidas para almacenar el calor generado por la radiación solar de forma que pueda seguir generando electricidad durante la noche.[1]
pasivas o activas según cómo capturan, convierten y dis- tribuyen la energía solar. Las tecnologías activas inclu- yen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores solar tér- micos para recolectar la energía. Entre las técnicas pasi- vas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección de materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural.
En 2011, la Agencia Internacional de la Energía se ex- presó así: “El desarrollo de tecnologías solares limpias, baratas e inagotables supondrá un enorme beneficio a largo plazo. Aumentará la seguridad energética de los países mediante el uso de una fuente de energía local, inagotable y, aún más importante, independientemente de importaciones, aumentará la sostenibilidad, reducirá la contaminación, disminuirá los costes de la mitigación del cambio climático, y evitará la subida excesiva de los pre- cios de los combustibles fósiles. Estas ventajas son globa- les. De esta manera, los costes para su incentivo y desa- rrollo deben ser considerados inversiones; deben ser rea- lizadas de forma correcta y ampliamente difundidas”.[2]
La fuente de energía solar más desarrollada en la actuali- dad es la energía solar fotovoltaica. Según informes de la organización ecologista Greenpeace, la energía solar fo- tovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.[3]
Gracias a los avances tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste de la energía solar fotovol- taica se ha reducido de forma constante desde que se fa-
[4]
Viviendas sostenibles alimentadas mediante energía solar foto-
bricaron las primeras células solares comerciales,
au-
voltaica en el barrio solar de Vauban (Friburgo, Alemania).
mentando a su vez la eficiencia, y su coste medio de ge-
neración eléctrica ya es competitivo con las energías no
[5]
La energía solar es una energía renovable, obtenida a
renovables
en un creciente número de regiones geográ-
[6][7]
partir del aprovechamiento de la radiación electromag-
ficas, alcanzando la paridad de red.
Otras tecnologías
nética procedente del Sol.
La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprove- chada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando. En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de diversos captadores como células fotovol- taicas, helióstatos o colectores térmicos, pudiendo trans- formarse en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que po- drían ayudar a resolver algunos de los problemas más ur- gentes que afronta la humanidad.[2]
Las diferentes tecnologías solares se pueden clasificar en
solares, como la energía solar termoeléctrica está redu-
ciendo sus costes también de forma considerable.
1 Energía proveniente del Sol
La Tierra recibe 174 petavatios de radiación solar entran- te (insolación) desde la capa más alta de la atmósfera.[8] Aproximadamente el 30 % regresa al espacio, mientras que las nubes, los océanos y las masas terrestres absorben la restante. El espectro electromagnético de la luz solar en la superficie terrestre lo ocupa principalmente la luz visi-
1
Incoming
Solar
Reflected by atmosphere
Reflected by clouds
Reflected by earth's surface
Radiated to space from atmosphere
Radiated from earth to space
nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para
174 PW
10 35 7 111 10
33
Absorbed by
su utilización, mientras que no es posible concentrar la
luz difusa que proviene de todas las direcciones.
La irradiancia directa normal (o perpendicular a los ra- yos solares) fuera de la atmósfera, recibe el nombre de
atomosphere
12
Conduction
and 40 rising air
26 Radiation absorbed
by atmosphere
Latent heat in water vapor
constante solar y tiene un valor medio de 1366 W/m² (que
corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395
W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²).
La radiación absorbida por los océanos, las nubes, el aire y las masas de tierra incrementan la temperatura de éstas.
89 PW absorbed by land and oceans
Aproximadamente la mitad de la energía proveniente del Sol al- canza la superficie terrestre.
La instalación de centrales de energía solar en las zonas marca- das en el mapa podría proveer algo más que la energía actual- mente consumida en el mundo (asumiendo una eficiencia de con- versión energética del 8 %), incluyendo la proveniente de calor, energía eléctrica, combustibles fósiles, etcétera. Los colores indi- can la radiación solar promedio entre 1991 y 1993 (tres años, calculada sobre la base de 24 horas por día y considerando la nubosidad observada mediante satélites).
ble y los rangos de infrarrojos con una pequeña parte de radiación ultravioleta. [9]
La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. En condiciones de radiación aceptables, la poten- cia equivale aproximadamente a 1000 W/m² en la super- ficie terrestre. Esta potencia se denomina irradiancia. Nó- tese que en términos globales prácticamente toda la radia- ción recibida es reemitida al espacio (de lo contrario se produciría un calentamiento abrupto). Sin embargo, exis- te una diferencia notable entre la radiación recibida y la emitida.
La radiación es aprovechable en sus componentes direc- tos y difusos, o en la suma de ambos. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexio- nes o refracciones intermedias. La bóveda celeste diurna emite la radiación difusa debido a los múltiples fenóme- nos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las
El aire calentado es el que contiene agua evaporada que
asciende de los océanos, y también en parte de los con-
tinentes, causando circulación atmosférica o convección.
Cuando el aire asciende a las capas altas, donde la tem-
peratura es baja, va disminuyendo su temperatura has-
ta que el vapor de agua se condensa formando nubes.
El calor latente de la condensación del agua amplifica
la convección, produciendo fenómenos como el viento,
borrascas y anticiclones. [10] La energía solar absorbida
por los océanos y masas terrestres mantiene la superficie
a 14 °C.[11] Para la fotosíntesis de las plantas verdes la
energía solar se convierte en energía química, que produ-
ce alimento, madera y biomasa, de la cual derivan tam-
bién los combustibles fósiles.[12]
Se estima que la energía total que absorben la atmósfera, los océanos y los continentes puede ser de 3 850 000 exajulios por año.[13] En 2002, esta energía en un segundo equivalía al consumo global mundial de energía durante un año.[18][19] La fotosíntesis captura aproximadamente
3000 EJ por año en biomasa, lo que representa solo el
0,08 % de la energía recibida por la Tierra.[15] La canti-
dad de energía solar recibida anual es tan vasta que equi-
vale aproximadamente al doble de toda la energía pro-
ducida jamás por otras fuentes de energía no renovable
como son el petróleo, el carbón, el uranio y el gas natural.
2 Tecnología y usos de la energía solar
Clasificación por tecnologías y su correspondiente uso más general:
• Energía solar activa: para uso de baja temperatura (entre 35 °C y 60 °C), se utiliza en casas; de media temperatura, alcanza los 300 °C; y de alta tempe- ratura, llega a alcanzar los 2000 °C. Esta última, se consigue al incidir los rayos solares en espejos, que van dirigidos a un reflector que lleva a los rayos a un punto concreto. También puede ser por centrales de torre y por espejos parabólicos.
3
• Energía solar pasiva: Aprovecha el calor del sol
...