Qué es la energía solar, qué tipos hay y cómo funciona un panel fotovoltaico

La energía solar es la energía obtenida del sol, que se puede aprovechar mediante diferentes tecnologías para producir electricidad, calor o combustibles. Es una fuente de energía renovable y limpia, lo que significa que su uso no produce emisiones contaminantes y es inagotable en el tiempo.

¿Cuántos tipos de energía solar hay?

Existen principalmente dos tipos de energía solar:

Energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica convierte la luz solar directamente en electricidad a través de celdas fotovoltaicas o paneles solares. Estas celdas están hechas de materiales semiconductores, como el silicio, que generan corriente eléctrica cuando son expuestos a la luz solar.

Este tipo de energía es ampliamente utilizado en:

• Instalaciones residenciales y comerciales: para reducir la dependencia de la red eléctrica convencional y ahorrar en costes de electricidad.
• Plantas solares a gran escala: para suministrar electricidad a la red eléctrica general.
• Dispositivos electrónicos portátiles: con el objetivo de suministrar energía a cargadores solares para teléfonos y otros dispositivos pequeños.

Energía solar térmica

La energía solar térmica aprovecha el calor del sol para generar energía térmica que puede ser utilizada para calentar agua, aire o para producir electricidad en plantas de energía solar térmica. Este tipo se divide a su vez en dos subtipos:

1. Energía solar térmica de baja temperatura: utilizada principalmente para calentar agua en hogares y edificios. Los sistemas más comunes son los colectores solares planos, que capturan y transfieren el calor solar a un fluido (generalmente agua o una mezcla de agua y anticongelante).
2. Energía solar térmica de alta temperatura: utilizada para generar electricidad en plantas solares térmicas. Estas plantas utilizan espejos o lentes para concentrar la luz solar en un punto focal o una línea, calentando un fluido que luego se usa para generar vapor y mover una turbina que produce electricidad. Ejemplos de esta tecnología son las centrales de torre solar y las plantas de colectores cilindro-parabólicos.

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¿Qué usos tiene la energía solar?

La energía solar permite una amplia variedad de usos importantes en diferentes ámbitos:

• Generación de electricidad: mediante paneles solares fotovoltaicos, la energía solar se convierte en electricidad que puede usarse en hogares, empresas y plantas de energía solar a gran escala.
• Calentamiento de agua: los sistemas solares térmicos aprovechan el calor del sol para calentar agua en viviendas, edificios y piscinas.
• Climatización: la energía solar puede utilizarse para calefacción y refrigeración de espacios a través de sistemas solares térmicos y bombas de calor solares.
• Iluminación: las lámparas solares y los sistemas de iluminación para exteriores utilizan paneles solares para funcionar sin necesidad de conexión a la red eléctrica.
• Cocción y secado: los hornos solares y secadores solares permiten cocinar alimentos y secar productos agrícolas utilizando únicamente la energía del sol.
• Desalinización de agua: los sistemas de desalinización solar convierten el agua de mar en agua potable mediante la evaporación y condensación utilizando energía solar.
• Movilidad sostenible: la energía solar se utiliza en vehículos eléctricos solares, como coches y bicicletas, que llevan paneles solares integrados para recargar sus baterías.
• Energía portátil: los cargadores solares permiten recargar dispositivos móviles y otros aparatos pequeños en cualquier lugar donde haya luz solar.

¿Cómo funcionan los paneles fotovoltaicos?

Los paneles fotovoltaicos funcionan transformando la luz solar en electricidad. Están compuestos por celdas solares hechas de materiales semiconductores, como el silicio.

Cuando la luz del sol incide sobre estas celdas, los fotones, que son partículas de luz, transfieren su energía a los electrones del silicio. Esto hace que los electrones se liberen de sus átomos. Los electrones liberados se mueven hacia una capa del material, creando una corriente eléctrica.

Esta corriente es continua (DC), pero como la mayoría de los electrodomésticos y las redes eléctricas utilizan corriente alterna (AC), se utiliza un inversor para convertir la corriente continua en alterna.

Así, los paneles solares pueden suministrar electricidad directamente a los aparatos, almacenarla en baterías para usarla más tarde, o enviarla a la red eléctrica para su distribución.

¿Cómo se genera la energía del sol?

La energía del sol se produce en su núcleo a través de un proceso llamado fusión nuclear, donde los átomos de hidrógeno se combinan para formar helio, liberando una enorme cantidad de energía.

Esta energía se genera porque, bajo las altísimas temperaturas y presiones del núcleo solar, los protones de los átomos de hidrógeno pueden vencer su repulsión natural y fusionarse.

La energía liberada en forma de radiación y partículas subatómicas viaja desde el núcleo hacia la superficie del sol. Primero, atraviesa la zona radiativa, donde se transporta lentamente debido a la continua absorción y reemisión por las partículas solares. Luego, en la zona convectiva, la energía se mueve más rápidamente mediante corrientes de convección, donde el material caliente asciende y el más frío desciende.

Finalmente, la energía llega a la superficie del sol, llamada fotosfera, y se irradia al espacio como luz y calor, que es la energía solar que llega a la Tierra y sustenta la vida y diversas tecnologías.