energía solar

Sol sobre el paisaje de Allgäu

La industrialización, la prosperidad y la población en crecimiento significan que la demanda de energía aumenta constantemente en todo el mundo. Hasta ahora, eran principalmente el petróleo y el carbón los que satisfacían el hambre de energía; ahora el número de sistemas solares está creciendo.

El poder del sol

El fin de los recursos fósiles está a la vista y el cambio climático también requiere un replanteamiento. La generación de energía a partir de fuentes regenerativas es cada vez más importante. Esto también incluye la energía solar, que se utiliza tanto para la generación de calor como para la generación de electricidad. En la generación de electricidad, la proporción de energías renovables en Alemania fue del 40 por ciento en 2018.

La planta de energía solar comenzó a funcionar mucho antes de que se creara la tierra. Allí se genera constantemente energía a través de la fusión nuclear, un proceso que continuará durante miles de millones de años. Durante esta fusión nuclear, los núcleos de hidrógeno se fusionan para formar helio, liberando enormes cantidades de energía.

En forma de radiación solar, parte de esta energía también llega a la tierra y puede utilizarse aquí. Según las estimaciones, el sol proporciona el equivalente a ocho años de demanda mundial de energía todos los días. Existe un potencial enorme: especialmente cerca del ecuador, la cantidad de radiación solar es tan alta que el uso intensivo parece sensato con las tecnologías actuales.

Una planta de energía solar en Sajonia

Sistemas solares: uso de calor

Puede utilizar la energía del sol para calentar o convertirla en electricidad. Para ello son necesarios diferentes tipos de sistemas. La ventaja es que no se produce CO2, hollín o polvo fino, como en las centrales eléctricas de carbón o al quemar petróleo crudo. Esto hace que el uso de la energía solar sea muy respetuoso con el medio ambiente.

Los sistemas solares térmicos capturan la luz solar con los denominados colectores solares y utilizan la energía térmica para, por ejemplo, calentar el agua de la casa o apoyar la calefacción. El requisito previo es que la energía se pueda almacenar temporalmente en sistemas de almacenamiento de calor para su uso por la noche o en momentos con poca luz solar.

Las plantas de energía solar operan a mayor escala. Los colectores cilindro-parabólicos, espejos parabólicos o heliostatos concentran la irradiación de la luz en un absorbedor, en el que surgen temperaturas extremadamente altas y un líquido como medio caloportador se calienta en gran medida. El calor se convierte en electricidad en una planta de energía aguas abajo o se alimenta a una red de calefacción. Dependiendo de la capacidad del sistema, las plantas de energía solar pueden suministrar energía ecológica a regiones enteras.

Esto ya se ha implementado con éxito en Almería, España. Se instaló una superficie de espejo de 20.000 metros cuadrados en un área de más de 100 hectáreas. En esta instalación de prueba, se prueban y optimizan varias opciones para convertir la energía solar en electricidad. Ahora existen plantas comerciales de energía solar.

También se están llevando a cabo investigaciones sobre el uso de la energía solar y su implementación en otras regiones del mundo. Las plantas de energía solar de torre generan vapor y, a través de una concentración particularmente fuerte de energía solar, crean una temperatura de más de 1000 grados Celsius. Un ejemplo es la planta de energía solar en Sevilla, España.

  cerca de sevilla

Planta de energía solar de torre en Andalucía

Fotovoltaica: módulos solares para generación de energía

Los sistemas fotovoltaicos son adecuados para la generación de electricidad privada y descentralizada. Un sistema fotovoltaico consta de muchas células solares que están acopladas entre sí. En las células solares, la luz solar se convierte en electricidad a través de capas semiconductoras. Esto se puede utilizar directamente, almacenar en baterías solares o alimentar a la red eléctrica pública.

Los sistemas fotovoltaicos se mejoran constantemente. Ahora están disponibles en diferentes formas y configuraciones, según sus necesidades. Los grados de eficiencia, es decir, la eficiencia del uso de energía, varían según el tipo de sistema. En la práctica, ya se han logrado eficiencias de más del 40 por ciento.

La eficiencia de los sistemas mejora constantemente. Por supuesto, el rendimiento energético también se ve influido por factores como las condiciones meteorológicas locales y el tipo, orientación e inclinación del sistema hacia el sol.

El potencial en Alemania varía mucho según la región. La radiación solar es en promedio más alta en el sur de Alemania. Pero también en otras regiones como Rügen y Fehmarn, el sol brilla con tanta frecuencia y durante tanto tiempo que el uso de la energía solar es particularmente productivo.

En el futuro, áreas como fachadas de edificios, terrenos baldíos industriales y espacios de estacionamiento cubiertos estarán más enfocados para el uso de energía fotovoltaica. Incluso hoy en día, la electricidad fotovoltaica puede cubrir hasta el 45 por ciento de nuestro consumo de electricidad en el hogar en los días laborales soleados individuales, e incluso hasta el 60 por ciento los domingos y festivos.

Los propietarios de viviendas pueden utilizar diferentes tipos de sistemas al mismo tiempo. La energía fotovoltaica y la energía solar térmica juntas pueden hacer que una casa en algunas áreas de Alemania sea independiente del suministro público de energía. La combinación de ambas tecnologías en un sistema, llamado colector fototérmico o híbrido, ya es posible, pero aún presenta problemas. Sin embargo, para la evaluación del ciclo de vida global, la mejor solución son dos sistemas separados en el edificio.

El proyecto «Desertec» comenzó hace más de 15 años, con el objetivo de abastecer a toda Europa de electricidad del desierto de forma centralizada para 2050. Se suponía que «Desertec» crearía los prerrequisitos políticos y técnicos para estos ambiciosos objetivos, que, sin embargo, no tuvieron éxito políticamente.

El proyecto tomó varios intentos y hoy planea generar energía solar para los países de Oriente Medio. Los países del norte de África están construyendo ellos mismos grandes parques solares para abastecerse de energías renovables.

Sistema solar en el desierto

Sistema solar en el desierto

¿Es la energía solar demasiado cara?

En el momento de los primeros sistemas fotovoltaicos, se decía que la energía solar era cara. Sin embargo, los costos de producción de la energía solar ahora se han reducido significativamente. Una comparación de costos con otras formas, especialmente con la electricidad de generación fósil y nuclear, es difícil de todos modos, porque tal cálculo también tendría que incluir los costos de los daños ambientales, climáticos y para la salud, así como la eliminación.

Con el fin de promover la expansión de la energía solar y también la energía de otras fuentes de energía renovable, se creó la tarifa de alimentación en Alemania, que se supone que garantiza un precio por la electricidad generada para los productores.

El sol apoya la construcción eficiente

La edificación energéticamente eficiente se ha convertido en una obligación. Además de un muy buen aislamiento, es necesario el uso de energías renovables. Este suele ser el soporte solar para el agua caliente y la calefacción. En algunos lugares, como en Baviera o en la isla de Rügen, en el mar Báltico, la radiación solar es lo suficientemente alta como para independizarlo del suministro de energía externo.

La llamada «Sonnenhaus» se construyó de forma privada en Ratisbona. Los residentes de la casa se las arreglan sin suministro de energía externo, entre otras cosas porque tienen el edificio orientado al sur y está perfectamente aislado térmicamente.

La casa solar también tiene un sistema solar térmico y un sistema fotovoltaico. El núcleo del concepto es un enorme tanque de almacenamiento de agua de 40.000 litros alrededor del cual se construyó la casa. Está vinculado al sistema solar térmico y puede almacenar tanta energía térmica que la familia de cuatro personas puede pasar fácilmente durante el invierno.

Vivienda unifamiliar con paneles solares

Una casa unifamiliar con paneles solares.

Dependiendo del estándar energético implementado, los edificios se construyen como casas de bajo consumo energético, casas pasivas o casas de energía plus. Con la energía más las casas, los vecinos producen más calor y, sobre todo, más electricidad de la que ellos mismos necesitan. Lo que todos tienen en común es que la energía solar suele jugar un papel importante.

Cualquier persona interesada en el uso de la energía solar definitivamente debe buscar un asesoramiento integral de varios proveedores de sistemas y utilizar ofertas de asesoramiento energético independientes. Los requisitos personales son decisivos para el uso exitoso de la energía solar.

Energía solar para la movilidad del futuro

Los recursos energéticos alternativos, como la energía solar, también podrían utilizarse con sensatez en el sector del transporte. Los coches eléctricos se consideran uno de los componentes más importantes de la movilidad climáticamente neutra. Un millón de coches eléctricos deberían estar en las carreteras alemanas para 2020.

Sin embargo, a finales de 2018, solo se registraron en Alemania poco menos de 100.000 coches eléctricos e híbridos. En otros países, la tasa de nuevos registros eléctricos ya ronda el 50 por ciento (Noruega) o el diez por ciento (Países Bajos).

Los fabricantes de bicicletas están experimentando un verdadero boom. Crece el número de bicicletas y patinetes con motor eléctrico en las calles. Sin embargo, el factor decisivo será si la electricidad para los vehículos eléctricos se produce de forma respetuosa con el medio ambiente o mediante centrales nucleares o de carbón. Y: cuanta menos electricidad necesita un vehículo, más ecológico es en la carretera.

La transición energética tampoco se detiene en el espacio aéreo. El pionero solar suizo Bertrand Piccard demostró en 2016 lo lejos que se puede llegar con un avión impulsado exclusivamente por energía solar, en ese entonces consiguió dar la vuelta al mundo con su avión solar.

El avión solar Solar Impulse

La vuelta al mundo con el aeroplano solar