La energía solar es aquella que aprovechan la luz o el calor del sol para generar electricidad o producir calor. Los paneles solares fotovoltaicos convierten la luz solar en electricidad mediante un proceso llamado fotoeléctrico. Son millones de personas quienes ya utilizan electricidad generada mediante la energía solar. El mundo está consciente de la importancia de la transición hacia una economía sostenible, basada en emisiones libres de gases de efecto invernadero para frenar el calentamiento global y por ende el cambio climático. Sin embargo, queda un largo camino por recorrer para poder disminuir de una manera significativa el uso de combustibles fósiles como el carbón, el gas y el petróleo.

El sol, un generador de energía difícil de imaginar

La energía solar recibida cada año por la Tierra es de tal magnitud que equivale a cerca del doble del total de energía producida en todos los tiempos por energías no renovables, como el petróleo, el carbón y el gas natural. La energía solar es limpia, puesto que no deja residuos ni contaminación. Es renovable, porque al sol le quedan millones de años antes de extinguirse.

La energía solar es capturada mediante paneles solares y transformados en electricidad. Por lo tanto, la energía solar va en la dirección correcta del Acuerdo de París, cuyos postulados prescriben limitar el incremento de temperatura mundial a no más de 2°C, desde su nivel preindustrial, para finales de siglo.

La sustitución de energías fósiles por energías limpias y renovables

En la medida en que se utilice una mayor cantidad de autos eléctricos, energía eólica y energía solar, las principales tecnologías llamadas a sustituir el carbón, el gas natural y la gasolina, las emisiones de gases de efecto invernadero irán disminuyendo al igual que el calentamiento global y el cambio climático. Estas energías, pertenecientes a la familia de los combustibles fósiles, nos han sido útiles desde hace siglos para mover transportes, maquinarias, fábricas e iluminar, calentar o enfriar nuestras casas, comercios, escuelas y hospitales. Pero también nos han perjudicado, porque durante su combustión emiten gases de efecto invernadero, con lo cual se incrementa la temperatura mundial y por ende el cambio climático.

Ventajas de la energía solar

La energía solar es económica, inagotable y asegura la independencia energética de los países. Gracias a los avances en la investigación y tecnología, aunado al incremento de la producción, el costo de la energía solar fotovoltaica se ha ido abaratando con el tiempo. Las proyecciones indican que la energía basada en el sol se va a convertir en uno de los sustitutos principales de los combustibles fósiles.

Tres maneras de aprovechar el sol

Los sistemas pasivos se utilizan para captar y acumular el calor proveniente de la energía solar. Reciben su nombre porque, aparte de los paneles solares, no utilizan otros dispositivos electromecánicos para capturar el calor, ni la transforman en otro tipo de energía para uso inmediato o su almacenamiento.

Los sistemas térmicos se emplean para producir calor para cocinar, calentar el agua o el ambiente. También puede producir energía mecánica y a partir de ella energía eléctrica. Adicionalmente se puede emplear para alimentar una máquina de refrigeración por absorción, que emplea calor en lugar de electricidad para producir frío, con el cual se puede acondicionar el aire de los locales.

Los sistemas fotovoltaicos obtienen la energía a partir de la radiación solar y la convierten en electricidad mediante paneles solares, formados por semiconductores denominados células fotovoltaicas. Cuando la luz solar incide sobre ellas se crea un flujo de corriente eléctrica directa que luego se convierte en corriente alterna mediante un inversor. De allí va a un medidor del sitio donde será utilizado y el excedente es direccionado al sistema eléctrico.

En el corazón de un panel solar fotovoltaico

El interior de un panel solar fotovoltaico está conformado por numerosas celdas solares o pequeñas células, casi siempre de silicio cristalino. Estos semiconductores pueden comportarse como conductores de electricidad o como aislantes. A una parte le sobran electrones y a la otra le faltan. Cuando la luz solar, compuesta por fotones o partículas portadoras de radiación electromagnética como rayos gamma, rayos X, luz ultravioleta, luz visible e infrarroja, microondas y ondas de radio, incide en las células fotovoltaicas de la placa, se crea un flujo de corriente eléctrica entre las capas. Una vez generada la electricidad se almacena en bancos de baterías para ser utilizada a cualquier hora. Si el excedente supera la capacidad de la batería se vende a la red eléctrica. Si en algún momento se agota la electricidad esta se compra a la red.

Los parques de energía solar fotovoltaicos

Consisten en terrenos de grandes extensiones o superficies acuáticas, en el caso de los parques flotantes, provistos de paneles solares interconectados con objeto de captar grandes cantidades de luz solar y transformarla en energía eléctrica. Un parque solar de cuatro hectáreas puede contar con unos cuatro mil paneles fotovoltaicos de 250 watts cada uno, provistos de soportes que permiten variar la inclinación de los paneles entre 15° y 45°, según la posición del sol y la estación del año, además de poseer varios inversores y un transformador. El inversor convierte la energía captada en energía alterna para ser utilizada en la red eléctrica. Un parque solar con estas características puede generar miles de vatios de electricidad por segundo.

Lo que sucede en días nublados

No es necesario que haya luz directa, ya que en días nublados los paneles solares también funcionan, aunque no con la misma eficiencia que con cielo despejado. Si la célula fotovoltaica no se encuentra alineada en dirección perpendicular al sol se pierde entre un 10-25 % de la energía. En las plantas de conexión a la red se está utilizando seguidores solares para maximizar la producción de energía. El polvo y el hollín depositados sobre los paneles también afectan la eficiencia de la generación eléctrica.

Los diez mayores productores de energía eólica

No es fácil obtener una estadística exacta respecto a la producción mundial de energía solar, ya que cualquier persona puede instalar paneles fotovoltaicos en el techo de su casa y generar electricidad por su cuenta, lo cual dificulta levantar una estadística precisa sobre el tema. Sin embargo, para una aproximación, estos diez países son los que más energía eléctrica producen a partir de energía solar:

  1. China (130.4 GW / 2. Estados Unidos (85.3 GW) / 3. Japón (63,3 GW) / 4. India (57,4 GW) / 5. Alemania (48.4 GW) / 6. Italia (22,6 GW) / 7. Reino Unido (14.2 GW) / 8. Francia (12,8 GW) / 9. Australia (12,2 GW) / 10. Pakistán (10 GW).

Del total de consumo energético mundial en 2005, entre 80% y 90% correspondió al uso de combustibles fósiles y el resto a la utilización de energías limpias, entre ellas la solar. Ya para 2018 estas han tenido un crecimiento considerable, aunque no se dispone de cifras confiables.

Las amenazas sobre la energía solar

Entre los peligros que se ciernen sobre la energía solar y otras fuentes de energías limpias está el continuo descubrimiento de yacimientos convencionales de hidrocarburos, muchos incluso de dimensiones enormes. Otro peligro es el fracking, tecnología mediante la cual se extrae gas y petróleo no convencionales, ubicados en lechos de esquistos a varios kilómetros de profundidad. Casi medio centenar de países disponen de ellos. Algunas de estas naciones pudieran estar tentadas a unirse al club de países productores de hidrocarburos con miras de alcanzar su independencia energética. También cabe mencionar a países que aún poseen grandes reservas de carbón, petróleo y gas natural.

A todo esto se suma el levantamiento de las prohibiciones de explotar yacimientos ubicados en santuarios protectores del medio ambiente. La administración de Donald Trump “planea abrir una gran superficie oceánica a la exploración marina y, por primera vez en 40 años, permitir la perforación en el Refugio Nacional de Vida Silvestre del Ártico (…) con unos 11.800 millones de barriles de crudo técnicamente recuperables”. No es difícil prever una bajada importante en los precios del crudo y el gas, poniendo en riesgo la capacidad competitiva de la industria del panel solar, además de los compromisos adquiridos mediante el Acuerdo de París.

Por todo lo descrito se vislumbra un conflicto entre los partidarios de los combustibles fósiles y quienes luchan contra el cambio climático. Una colisión estelar entre los negacionistas y los que creen en el calentamiento global y sus daños previsibles. En 2020 sabremos quiénes están dispuestos a programar el cierre de sus depósitos de hidrocarburos para cumplir con el cronograma previsto en el Acuerdo de París.

Sandor Alejandro Gerendas-Kiss

Fuentes:

Acciona.com. Energía solar. Recuperado de https://www.acciona.com/es/energias-renovables/energia-solar/