Cómo funciona la energía solar paso a paso
utilizada en el mundo en 2008. Los seres humanos siempre han utilizado parte de la energía del Sol directamente, por ejemplo, para secar la ropa y los alimentos. También la han utilizado indirectamente, a través de la fotosíntesis, para impulsar el crecimiento de las plantas que sustentan la agricultura que nos suministra los alimentos y el oxígeno que respiramos.
Y hay otra forma de utilizar esta abundante fuente de energía: las células solares fotovoltaicas (foto = luz, voltaica = electricidad formada por reacción química), que permiten convertir la luz solar directamente en electricidad. Desde la demostración de la primera célula fotovoltaica de silicio en 1954, realizada por Daryl Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson en los Laboratorios Bell de Nueva Jersey, hemos ido perfeccionando la tecnología que nos permite aprovechar la energía fiable, gratuita y limpia del Sol.
Aquella primera célula solar tenía una eficiencia de alrededor del 5%. Tras muchos años de sólido trabajo, esa eficiencia ha aumentado hasta situarse en torno al 20%. Los paneles solares aparecen cada vez más en los tejados de nuestros suburbios a medida que la energía solar fotovoltaica se convierte en una opción cada vez más viable para la producción de electricidad doméstica.
Conversión de la energía solar
¿Alguna vez ha mirado los paneles solares de los tejados y se ha preguntado qué hacen exactamente y cómo? Pues bien, esas extensiones de vidrio brillante de alta tecnología son en realidad sólo un componente de una compleja red que aprovecha la energía renovable del sol para suministrar electricidad a la vivienda.
Cada panel se compone de una capa de células de silicio, un marco metálico, una carcasa de cristal rodeada de una película especial y el cableado. Para obtener el máximo efecto, los paneles se agrupan en “matrices” (una serie ordenada) y se colocan en tejados o en grandes espacios exteriores. Las células solares, también llamadas fotovoltaicas, absorben la luz del sol durante las horas de luz.
Dentro de cada célula solar hay una fina oblea semiconductora formada por dos capas de silicio. Una de las capas está cargada positivamente y la otra negativamente, formando un campo eléctrico. Cuando la energía de la luz del sol incide en una célula solar fotovoltaica, la energiza y hace que los electrones se “desprendan” de los átomos de la oblea semiconductora. Esos electrones sueltos se ponen en movimiento por el campo eléctrico que rodea la oblea, y este movimiento crea una corriente eléctrica.
Ventajas de la energía solar
Una célula fotovoltaica está hecha de material semiconductor. Cuando los fotones inciden en una célula fotovoltaica, pueden reflejarse en ella, atravesarla o ser absorbidos por el material semiconductor. Sólo los fotones absorbidos proporcionan energía para generar electricidad. Cuando el material semiconductor absorbe suficiente luz solar (energía solar), los electrones se desprenden de los átomos del material. Un tratamiento especial de la superficie del material durante la fabricación hace que la superficie frontal de la célula sea más receptiva a los electrones desalojados, o libres, de modo que los electrones migran de forma natural a la superficie de la célula.
El movimiento de los electrones, cada uno de los cuales lleva una carga negativa, hacia la superficie frontal de la célula crea un desequilibrio de carga eléctrica entre las superficies frontal y posterior de la célula. Este desequilibrio, a su vez, crea un potencial de tensión como los terminales negativo y positivo de una batería. Los conductores eléctricos de la célula absorben los electrones. Cuando los conductores se conectan en un circuito eléctrico a una carga externa, como una batería, la electricidad fluye en el circuito.
Cómo funcionan los paneles solares
2) La energía solar térmica utiliza la energía del sol para calentar un fluido a una temperatura más alta, ese fluido calentado se transfiere y calienta el agua, que produce vapor. El vapor se convierte en energía mecánica y produce electricidad.
1) Más concretamente, cuando la luz solar incide en las células fotovoltaicas, éstas absorben los fotones de la luz y liberan sus propios electrones. Una diferencia de carga integrada en las células atrae los electrones libres hacia otra capa de la célula.
2) A diferencia de la fotovoltaica, la energía solar térmica genera electricidad de forma indirecta. La energía solar térmica utiliza la energía del sol capturada en los cilindros parabólicos vistos anteriormente para calentar un fluido. Estos canales permiten captar más luz solar. Ese fluido calentado se transfiere y calienta el agua, que produce vapor.
Nota: A veces se utiliza combustible fósil en el proceso, si no se puede generar suficiente energía sólo con el fluido calentado. A menudo, estas plantas de energía solar térmica utilizan una combinación de combustibles solares y fósiles para producir electricidad.
