La fotosintesis

La fotosíntesis es la transformación de la energía luminosa en energía química. Su importancia no es de índole menor, pues prácticamente toda la energía consumida por la vida de la biósfera terrestre procede de la fotosíntesis. La fotosíntesis consta de dos etapas o fases: la fase inicial o lumínica, y la fase secundaria u oscura.

Energia solar termica

Huertas solares

Una forma ecológica de inversión que permite a propietarios de instalaciones fotovoltaicas reducir costes de mantenimiento, infraestructura y vigilancia.
Inés Leal - CONSTRUIBLE.es - 19/11/2006
La Energía Solar Fotovoltaica consiste en la conversión directa de la luz solar en electricidad mediante un dispositivo electrónico denominado célula solar. La conversión de la energía de la luz solar en energía eléctrica es un fenómeno físico conocido como efecto fotovoltaico.

Ciclo de hidrogeno solar

¿Qué es el Ciclo de Hidrógeno Solar? y ¿Por Qué es Importante?
El uso de energía solar para nuestras necesidades eléctricas cotidianas tiene distintas ventajas: evitamos el consumo de recursos naturales y la degradación del medio ambiente que resulta de las emisiones contaminantes, derrames de petróleo, y los productos tóxicos secundarios. El uso de recursos renovables permite que los E.U.A. se independicen de los países política y socialmente inestables, que actualmente son los que proveen el 50% de nuestro petróleo. Además, una economía basada en el hidrógeno solar podría proteger a nuestro país contra los efectos negativos de los cambios dramáticos en el abastecimiento y el precio de la energía.
Sin embargo, hay una desventaja en la energía solar: el sol no brilla constantemente. Necesitamos, pues, un método para almacenar la energía solar para utilizarla cuando no haya sol. El hidrógeno provee un método seguro, eficiente y sano para hacerlo.
El ciclo del hidrógeno solar funciona así: la electricidad producida por los módulos solares opera un equipo de electrólisis que divide el agua (H2O) en sus componentes elementales, hidrógeno (H2) y oxígeno (O2). El oxígeno se libera al aire y el hidrógeno se bombea a los tanques, donde es almacenado en el lugar de producción o se envía a las regiones donde el sol escasea.
En la noche, cuando no se dispone de energía solar, el hidrógeno se combina nuevamente con el oxígeno del aire en una celda de combustible, una planta de energía electroquímica que convierte en electricidad la energía química contenida en el hidrógeno. El único subproducto que resulta de este proceso es agua pura.
La electricidad producida por las celdas de combustible se puede usar exactamente como utilizamos la energía ya generada por las compañías de electricidad para operar los electrodomésticos y las luces, incluso para impulsar los carros. El hidrógeno solar nos permite utilizar la energía solar las 24 horas del día, y nos provee de un recurso energético abundante, sano, eficiente y producido localmente.

¿Qué se puede obtener con la energía solar?

Básicamente, recogiendo de forma adecuada la radiación solar, podemos obtener calor y electricidad.
El calor se logra mediante los captadores o colectores térmicos, y la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación.
Hablemos primero de los sistemas de aprovechamiento térmico. El calor recogido en los colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc. Incluso podemos climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del año.
También, y aunque pueda parecer extraño, otra de las más prometedoras aplicaciones del calor solar será la refrigeración durante las épocas cálidas .precisamente cuando más soleamiento hay. En efecto, para obtener frío hace falta disponer de una «fuente cálida», la cual puede perfectamente tener su origen en unos colectores solares instalados en el tejado o azotea. En los países árabes ya funcionan acondicionadores de aire que utilizan eficazmente la energía solar.
Las aplicaciones agrícolas son muy amplias. Con invernaderos solares pueden obtenerse mayores y más tempranas cosechas; los secaderos agrícolas consumen mucha menos energía si se combinan con un sistema solar, y, por citar otro ejemplo, pueden funcionar plantas de purificación o desalinización de aguas sin consumir ningún tipo de combustible.
Las «células solares», dispuestas en paneles solares, ya producían electricidad en los primeros satélites espaciales. Actualmente se perfilan como la solución definitiva al problema de la electrificación rural, con clara ventaja sobre otras alternativas, pues, al carecer los paneles de partes móviles, resultan totalmente inalterables al paso del tiempo, no contaminan ni producen ningún ruido en absoluto, no consumen combustible y no necesitan mantenimiento. Además, y aunque con menos rendimiento, funcionan también en días nublados, puesto que captan la luz que se filtra a través de las nubes.
La electricidad que así se obtiene puede usarse de manera directa (por ejemplo para sacar agua de un pozo o para regar, mediante un motor eléctrico), o bien ser almacenada en acumuladores para usarse en las horas nocturnas. También es posible inyectar la electricidad generada en la red general, obteniendo un importante beneficio.
Si se consigue que el precio de las células solares siga disminuyendo, iniciándose su fabricación a gran escala, es muy probable que, para la segunda década del siglo, una buena parte de la electricidad consumida en los países ricos en sol tenga su origen en la conversión fotovoltaica.
La energía solar puede ser perfectamente complementada con otras energías convencionales, para evitar la necesidad de grandes y costosos sistemas de acumulación. Así, una casa bien aislada puede disponer de agua caliente y calefacción solares, con el apoyo de un sistema convencional a gas o eléctrico que únicamente funcionaría en los periodos sin sol. El coste de la «factura de la luz» sería sólo una fracción del que alcanzaría sin la existencia de la instalación solar.

Usos de la energía solar

Entre los posibles usos de la energía solar, figuran:
Centrales termosolares, como:
las que se están construyendo en Sanlúcar la Mayor (Sevilla), de 24 GWh
y la de Llanos de Calahorra, cerca de Guadix, de 50 MWh. En proyecto Andasol I y II.
Potabilización de agua
Destilación
Evaporación
Fotosíntesis
Secado
Acondicionamiento y ahorro de energía en edificaciones
Calentamiento de agua
Calefacción doméstica
Iluminación
Refrigeración
Acondicionamiento de aire
Energía para pequeños electrodomésticos

Tipos de energias solares

Energía solar pasiva: Aprovecha el calor del sol sin necesidad mecanismos o sistemas mecánicos.
Energía solar térmica: Para producir agua caliente de baja temperatura para uso doméstico sanitario y calefacción.
Energía solar fotovoltaica: Para producir electricidad, en placas de semiconductores que se excitan con la radiación solar.
Energía solar termoeléctrica: Para producir electricidad con un ciclo termodinámico convencional, a partir de un fluido calentado por el sol.
Energía solar híbrida: Combina la energía solar con la combustión de biomasa o combustibles fósiles.
Energía eólico solar: Funciona con el aire calentado por el sol y que sube por una chimenea donde están los generadores.

Beneficios e Inconvenientes de la utilización de la energía solar.

Algunos de los beneficios, que tiene ante las fuentes de energía no renovables, son los siguientes:
Es una energía renovable
Es una energía gratuita
Es una energía inagotable
En contra partida, tiene una serie de inconvenientes que son los siguientes:
La radiación llega de forma dispersa y constante a la superficial terrestre.
Se tiene que transformar en el momento que llega en energía térmica o eléctrica que ya no dispone de ningún sistema de almacenamiento eficaz.
Para utilizarla gran escala son necesarios sistemas de captación de gran superficie, en tener baja densidad eléctrica, máximo un kW/m².
Es necesaria la inversión inicial elevada dado que los sistemas de captación son relativamente caros.
Componentes de una instalación fotovoltaica

Funcion de la energia solar

La energía solar
Es preciso, no obstante, señalar que existen algunos problemas que debemos afrontar y superar. Aparte de las dificultades que una política energética solar avanzada conllevaría por sí misma, hay que tener en cuenta que esta energía está sometida a continuas fluctuaciones y a variaciones más o menos bruscas. Así, por ejemplo, la radiación solar es menor en invierno, precisamente cuando más la necesitamos.
Es de vital importancia proseguir con el desarrollo de la incipiente tecnología de captación, acumulación y distribución de la energía solar, para conseguir las condiciones que la hagan definitivamente competitiva, a escala planetaria.
¿Qué se puede hacer con la energía solar?
Básicamente, recogiendo de forma adecuada la radiación solar, podemos obtener calor y electricidad.
El calor se logra mediante los colectores térmicos, y la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación.
Hablemos primero de los sistemas de aprovechamiento térmico. El calor recogido en los colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc. Incluso podemos climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del año.
También, y aunque pueda parecer extraño, otra de las más prometedoras aplicaciones del calor solar será la refrigeración durante las épocas cálidas .precisamente cuando más soleamiento hay. En efecto, para obtener frío hace falta disponer de un «foco cálido», el cual puede perfectamente tener su origen en unos colectores solares instalados en el tejado o azotea. En los países árabes ya funcionan acondicionadores de aire que utilizan eficazmente la energía solar.
Las aplicaciones agrícolas son muy amplias. Con invernaderos solares pueden obtenerse mayores y más tempranas cosechas; los secaderos agrícolas consumen mucha menos energía si se combinan con un sistema solar, y, por citar otro ejemplo, pueden funcionar plantas de purificación o desalinización de aguas sin consumir ningún tipo de combustible.
Las «células solares», dispuestas en paneles solares, ya producían electricidad en los primeros satélites espaciales. Actualmente se perfilan como la solución definitiva al problema de la electrificación rural, con clara ventaja sobre otras alternativas, pues, al carecer los paneles de partes móviles, resultan totalmente inalterables al paso del tiempo, no contaminan ni producen ningún ruido en absoluto, no consumen combustible y no necesitan mantenimiento. Además, y aunque con menos rendimiento, funcionan también en días nublados, puesto que captan la luz que se filtra a través de las nubes.
La electricidad que así se obtiene puede usarse de manera directa (por ejemplo para sacar agua de un pozo o para regar, mediante un motor eléctrico), o bien ser almacenada en acumuladores para usarse en las horas nocturnas. Incluso es posible inyectar la electricidad sobrante a la red general, obteniendo un importante beneficio.
Si se consigue que el precio de las células solares siga disminuyendo, iniciándose su fabricación a gran escala, es muy probable que, para primeros de siglo, una buena parte de la electricidad consumida en los países ricos en sol tenga su origen en la conversión fotovoltaica.
La energía solar puede ser perfectamente complementada con otras energías convencionales, para evitar la necesidad de grandes y costosos sistemas de acumulación. Así, una casa bien aislada puede disponer de agua caliente y calefacción solares, con el apoyo de un sistema convencional a gas o eléctrico que únicamente funcionaría en los periodos sin sol. El coste de la «factura de la luz» sería sólo una fracción del que alcanzaría sin la existencia de la instalación solar.
¿Qué es la energía solar?
La energía solar es la energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión que llegan a la Tierra a través del espacio en forma de fotones que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres. La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que la Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es de unas 2 cal/min/cm2. El Sol, en concreto la radiación solar interceptada por la tierra en su desplazamiento a su alrededor, constituye la principal fuente de energía renovable a nuestro alcance. La Tierra recibe del Sol una inmensa cantidad de energía anual de 5,4 x 1024 J, ( 4.500 veces el consumo mundial de energía.) El aprovechamiento de la energía solar está condicionada por tres aspectos: La intensidad de radiación solar recibida por la tierra, los ciclos diarios y anuales a los que está sometida y las condiciones climatológicas de cada emplazamiento. La radiación solar es una forma de energía de baja concentración, fuera de la atmósfera, la intensidad de radiación oscila entre 1.300 y 1.400 W/m2. Las pérdidas en la atmósfera por absorción, reflexión y dispersión la reducen un 30%. Si las condiciones climatológicas son buenas podemos llegar a tener 1000 W/m2, aunque si las condiciones son pésimas podemos tener sólo 50 W/m2, por eso estamos obligados a utilizar superficies de captación grandes.
Recogida de la energía solar
La energía solar se puede recoger mediante una serie de dispositivos, diseñados para esta función, la energía obtenida en estos dispositivos puede ser utilizada, en procesos fotoeléctricos o fotovoltaicos.
En los procesos fotoeléctricos, la energía solar es utilizada para calentar un fluido, que después almacenado o distribuido.
En los procesos fotovoltaicos, la energía solar se convierte en energía electrica.
Los dispositivos que se utilizan para los procesos fotoeléctricos, son los siguientes:
Colectores de placa plana
Los colectores de placa plana captan la radiación solar en una placa de absorción por la que pasa el llamado fluido portador. La energía transferida por el fluido portador, dividida entre la energía solar que incide sobre el colector y expresada en porcentaje, se llama eficiencia instantánea del colector. Los colectores de placa plana tienen, en general, una o más placas cobertoras transparentes para intentar minimizar las pérdidas de calor de la placa de absorción en un esfuerzo para maximizar la eficiencia. Son capaces de calentar fluidos portadores hasta 82 °C y obtener entre el 40 y el 80% de eficiencia. Los colectores de placa plana se han usado para calentar agua y para calefacción. Los sistemas típicos para casa-habitación utilizan colectores fijos, montados sobre el tejado. El ángulo de inclinación óptimo para montar los colectores depende de la latitud. En general, para sistemas que se usan durante todo el año, como los que producen agua caliente, los colectores se inclinan (respecto al plano horizontal) un ángulo igual a los 15° de latitud y se orientan unos 20º latitud S o 20º de latitud N. Además de los colectores de placa plana, los sistemas típicos de agua caliente y calefacción están constituidos por bombas de circulación, sensores de temperatura, controladores automáticos para activar el bombeo y un dispositivo de almacenamiento. El fluido puede gas o líquido, mientras que un lecho de roca o un tanque aislado sirven como medio de almacenamiento de energía.