Los paneles solares son utilizados para capturar la energía del sol y convertirla en electricidad. Están compuestos principalmente de silicio, un material altamente eficiente para absorber la luz solar. Cuando la luz solar impacta en el panel solar, se produce una corriente eléctrica que luego es enviada a un inversor, el cual convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA). Esta corriente eléctrica alterna puede ser utilizada para alimentar hogares o negocios. Los paneles solares son una excelente manera de reducir nuestra huella de carbono y ahorrar dinero en nuestras facturas de electricidad.
¿Por qué es importante el sistema solar para la vida humana?
La promesa de la energía solar
Toda la vida en la Tierra es sustentada por el sol. Este increíble recurso irradia energía y nos proporciona tanto calor como luz al fusionar hidrógeno en helio en su núcleo. A esto lo llamamos radiación solar. Solo aproximadamente la mitad de esta radiación solar llega a la superficie terrestre, el resto es absorbido o reflejado por las nubes y la atmósfera. Sin embargo, recibimos suficiente energía solar para satisfacer las demandas de energía de toda la humanidad, millones de veces más. La energía solar, poder del sol, es un recurso vasto, inagotable y limpio.
La luz solar, o energía solar, se puede utilizar directamente para calentar y iluminar hogares y negocios, generar electricidad y calentar agua, enfriar con energía solar y para diversos usos comerciales e industriales. Lo más importante, dada la creciente preocupación por el cambio climático, es que la generación de electricidad solar representa una alternativa limpia a la electricidad proveniente de combustibles fósiles, sin contaminación del aire y el agua, sin emisiones de gases de efecto invernadero, sin riesgos de aumentos en los precios de la electricidad y sin amenazas para nuestra salud pública.
El recurso solar es enorme. Según el Departamento de Energía de los Estados Unidos, la cantidad de luz solar que llega a la superficie terrestre en una hora y media es suficiente para cubrir el consumo de energía de todo el entorno durante un año completo. Apenas 18 días de sol en la Tierra contienen la misma cantidad de energía que se almacena en todas las reservas de carbón, petróleo y gas natural del planeta.
Una vez que se establece un sistema para aprovechar el recurso solar y convertirlo en energía útil, el combustible es gratuito.
El crecimiento de la energía solar
Desde 2008, las instalaciones de energía solar en Estados Unidos se han multiplicado por diecisiete, pasando de 2 gigavatios (GW) a aproximadamente 30 GW en la actualidad, suficiente para alimentar el equivalente a 7 millones de hogares estadounidenses promedio. Desde 2010, el costo promedio de los paneles solares fotovoltaicos ha disminuido más del 60% y el costo de un sistema eléctrico solar ha disminuido alrededor del 50%. La electricidad solar ahora se considera económicamente competitiva con las fuentes de energía convencionales en varios estados, incluyendo California, Hawái, Texas y Minnesota.
Lo básico de los sistemas de energía solar
Entonces, ¿cuáles son los conceptos básicos de los sistemas de energía solar? En primer lugar, los sistemas de energía solar varían según su aplicación y tamaño. Los sistemas residenciales se encuentran en los techos de todo Estados Unidos, y las empresas están comenzando a instalar paneles solares para compensar sus costos energéticos. Las compañías eléctricas también están construyendo grandes plantas de energía solar para proporcionar energía más limpia a todos los clientes conectados a la red.
Independientemente de las especificaciones de una instalación determinada, existen dos tipos principales de tecnologías de energía solar: fotovoltaica (PV) y energía solar concentrada (CSP). La mayoría de las personas están familiarizadas con la tecnología fotovoltaica debido a los paneles solares que ven cada vez más en los techos de los edificios o en la Estación Espacial Internacional. Cuando el sol brilla sobre uno de esos paneles solares, los fotones de la luz solar son absorbidos por las células del panel, lo que crea un campo eléctrico y hace que fluya la electricidad. Las instalaciones fotovoltaicas pueden ser montadas en el suelo, en los techos o en las paredes. Pueden ser montadas en una orientación permanente para maximizar la producción y el valor, o pueden ser montadas en seguidores solares que siguen el movimiento del sol a lo largo del cielo. Los paneles fotovoltaicos en los techos hacen que la energía solar sea viable en prácticamente todas las partes de Estados Unidos. En una ubicación soleada como Los Ángeles o Phoenix, un sistema residencial de cinco kilovatios produce un promedio de 7,000 a 8,000 kilovatios-hora al año, aproximadamente equivalente al consumo de electricidad de un hogar típico en Estados Unidos.
La segunda tecnología es la energía solar concentrada (también conocida como energía solar térmica concentrada o CSP). Se utiliza principalmente en plantas de energía muy grandes y no es adecuada para uso residencial. Esta tecnología utiliza espejos para reflejar y concentrar la luz solar en receptores que recolectan la energía solar y la convierten en calor. El calor se utiliza para impulsar un motor de calor, generalmente una turbina de vapor, que está conectado a un generador de energía eléctrica que se utiliza para producir electricidad.
Nuestro futuro claramente depende de nuestra capacidad para utilizar fuentes de energía solar y renovables. La expansión de las tecnologías, los incentivos fiscales y las compañías eléctricas adaptándose a los clientes solares son todos desarrollos alentadores en el campo de la energía solar. Lo más importante, sin embargo, es recordar que, en promedio, en toda la superficie del planeta, un metro cuadrado recoge 2 kilovatios-hora de energía todos los días del sol, o el equivalente energético aproximado a casi un barril de petróleo por año.