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Inicio: Ecología - Energías renovables
Energía solar

La energía que procede del sol es fuente directa o indirecta de casi toda la energía que usamos. Los combustibles fósiles existen gracias a la fotosíntesis que convirtió la radiación solar en las plantas y animales de las que se formaron el carbón, gas y petróleo. El ciclo del agua que nos permite obtener energía hidroeléctrica es movido por la energía solar que evapora el agua, forma nubes y las lleva tierra adentro donde caerá en forma de lluvia o nieve. El viento también se forma cuando unas zonas de la atmósfera son calentadas por el sol en mayor medida que otras.

El aprovechamiento directo de la energía del sol se hace de diferentes formas:

a) Calentamiento directo de locales por el sol

 

En invernaderos, viviendas y otros locales, se aprovecha el sol para calentar el ambiente. Algunos diseños arquitectónicos buscan aprovechar al máximo este efecto y controlarlo para poder restringir el uso de calefacción o de aire acondicionado. 

b) Acumulación del calor solar

Se hace con paneles o estructuras especiales colocadas en lugares expuestos al sol, como los tejados de las viviendas, en los que se calienta algún fluido que se almacena el calor en depósitos. Se usa, sobre todo, para calentar agua y puede suponer un importante ahorro energético si tenemos en cuenta que en un país desarrollado más del 5% de la energía consumida se usa para calentar agua.
 

c) Generación de electricidad

Se puede generar electricidad a partir de la energía solar por varios procedimientos. En el sistema termal la energía solar se usa para convertir agua en vapor en dispositivos especiales. En algunos casos se usan espejos cóncavos que concentran el calor sobre tubos que contienen aceite. El aceite alcanza temperaturas de varios cientos de grados y con él se calienta agua hasta ebullición. Con el vapor se genera electricidad en turbinas clásicas. Con algunos dispositivos de estos se consiguen rendimientos de conversión en energía eléctrica del orden del 20% de la energía calorífica que llega a los colectores

La luz del sol se puede convertir directamente en electricidad usando el efecto fotoeléctrico. Las células fotovoltaicas no tienen rendimientos muy altos. La eficiencia media en la actualidad es de un 10 a un 15%, aunque algunos prototipos experimentales logran eficiencias de hasta el 30%. Por esto se necesitan grandes extensiones si se quiere producir energía en grandes cantidades. 

Uno de los problemas de la electricidad generada con el sol es que sólo se puede producir durante el día y es difícil y cara para almacenar. Para intentar solucionar este problema se están investigando diferentes tecnologías. Una de ellas usa la electricidad para disociar el agua, por electrólisis, en oxígeno e hidrógeno. Después el hidrógeno se usa como combustible para regenerar agua, produciendo energía por la noche.

La producción de electricidad por estos sistemas es más cara, en condiciones normales, que por los sistemas convencionales. Sólo en algunas situaciones especiales compensa su uso, aunque las tecnologías van avanzando rápidamente y en el futuro pueden jugar un importante papel en la producción de electricidad. En muchos países en desarrollo se están usando con gran aprovechamiento en las casas o granjas a los que no llega el suministro ordinario de electricidad porque están muy lejos de las centrales eléctricas. 

 
 
Calentadores solares de agua

Un calentador solar de agua es un sistema fototérmico capaz de utilizar la energía térmica del sol para el calentamiento de agua sin usar ningún tipo de combustible. Se compone de: un colector solar plano, donde se captura la energía del sol y se transfiere al agua; un termotanque, donde se almacena el agua caliente; y unsistema de tuberías por donde circula el agua. En ciudades con baja temperatura, están provistos de anticongelantes que evitan que el agua se congele dentro del colector solar plano

Los colectores solares térmicos o calentadores solares están divididos en tres clases:

- De baja temperatura. Generan temperaturas menores a 65º C. Son ideales para calentar piscinas, uso doméstico de agua y actividades industriales en las que el calor del proceso no sea mayor a 60º C (pasteurización, lavado, etc.).

- De temperatura media. Generan temperaturas de entre 100 y 300º C.

- De alta temperatura. Generan temperaturas mayores a 500°C, la cual se puede usar para generar electricidad y transmitirla a la red eléctrica; se instalan en regiones donde la posibilidad de días nublados es remota.

Funcionamiento de un calentador solar

Los colectores solares domésticos tienen un funcionamiento en realidad muy sencillo. La luz solar se convierte en calor al tocar la placa térmica colectora, la cual puede ser metálica (fierro, cobre, aluminio, etc.) o de plástico .Esta debe ser obscura para lograr la mayor recolección de calor, por debajo de la misma se encuentran los cabezales de alimentación y circulación de agua, por donde el liquido “entra frió y sale caliente” del colector solar plano. El agua circula dentro del sistema, mediante el mecanismo de termosifón, el cual se origina por la diferencia de temperatura que se genera en el agua debido al calentamiento proporcionado por el sol. Esto significa que, el agua caliente es más ligera que la fría y, en consecuencia, tiende a subir. Esto es lo que sucede entre el colector solar plano y el termotanque, con lo cual se establece una circulación natural, sin necesidad de ningún equipo de bombeo. Para que el agua se mantenga caliente y lista para usarse en el momento requerido, esta se almacena en el termotanque, el cual está forrado con un aislante térmico para evitar la perdida de calor. El calentador solar tiene la capacidad de proporcionar agua a una temperatura de hasta 65°C en un día soleado. Sin embargo, la temperatura del agua depende de la aplicación, que se le desee dar y de las condiciones climáticas. Por ejemplo para calentar piscinas se requieren temperaturas del orden de 30° C, mientras que para tomar un baño lo adecuado son alrededor de 50° C. En un día soleado bastaran 2 horas de exposición solar para tener agua caliente; para obtener el 100% de la capacidad instalada, será necesario una insolación de 5 a 6 horas, aunque esto puede variar dependiendo de la capacidad del modelo. Para tener agua caliente siempre lista para usar se recomienda seguir el “ciclo de calentamiento de agua” el cual, generalmente, va de las 10:00 hrs. a las 16:00 hrs. Durante este lapso de tiempo el calentador solar llega a su máxima capacidad. Por lo tanto, lo más recomendable es bañarse en la tarde y dejar suficiente agua para quien desee bañarse en la mañana.


 

Cada hogar con paneles solares ahorra al menos 80 euros al año en agua caliente

Si los 13,5 millones de viviendas españolas emplearan energía solar para calentar el agua de casa -la de la ducha, la de la cocina-, nuestra economía ahorraría más de mil millones de euros al año, que es el precio que ahora pagamos por los combustibles que alimentan las calderas convencionales.

Calentar el agua que empleamos en casa. Es la aplicación primera, la más directa, de la energía solar, una fuente renovable de energía que también puede ser utilizada para climatizar el agua de las piscinas cubiertas, proveernos de calefacción -mediante sistemas de suelo radiante, por ejemplo- o fabricar, incluso, aire acondicionado (emplear el calor del sol en ese menester ya es tecnológicamente posible). En fin, energía solar 'térmica', que ese es su nombre, una solución muy popular en Alemania o Austria, donde las placas solares cubren los tejados de centenares de miles de hogares, una energía que sin embargo en España no acaba de cuajar. Y ello, pese a que aquí es completamente gratis (el sol) y muy cara el agua caliente.

El último informe del Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía (IDAE) deja muy claro que la instalación de sistemas solares térmicos en las viviendas puede desencadenar una auténtica revolución. Y es que un panel solar de sólo dos metros cuadrados en un tejado permite asegurar el suministro de entre el '50 y el 70 por ciento de las necesidades de agua caliente de un hogar', concepto que por cierto se lleva la mayor parte de la factura energética doméstica. Pues bien, con paneles ahorraríamos entre un 50 y un 70 por ciento de los 160 euros de gasto medio anual en agua caliente.

Este modesto ahorro a escala familiar se traduciría a nivel nacional en una cantidad de entre 1.082 y 1.512 millones de euros si en los 13,5 millones de viviendas españolas hubiera paneles solares. Una cantidad equivalente a lo que en la actualidad se destina a pagar los combustibles fósiles que alimentan las calderas convencionales, por lo general derivados del petróleo.

Cada familia que instala sistemas de energía solar en su hogar deja de liberar automáticamente una cantidad de dióxido de carbono (CO2) equivalente al 20 por ciento de lo que emite su automóvil. En otras palabras, una vivienda unifamiliar equipada para aprovechar el calor de la radiación solar evitaría la emisión de 1,6 toneladas de dióxido de carbono cada año de los 25 que la instalación tiene de vida útil. Cantidad que en un hotel de cuatrocientas habitaciones alcanzaría las 128 toneladas.

A pesar de estos datos, se ha desperdiciado la oportunidad de optimizar los 3,5 millones de hogares que se han construido en los últimos cinco años 'sin criterio alguno de sostenibilidad', según indica el director general de IDAE, Javier García Breva. Porque el ahorro en combustible que hubiera supuesto aprovechar la construcción de estas viviendas para instalar captadores solares alcanzaría los 245 millones de euros.

La aprobación, próximamente, del nuevo Código Técnico de la Edificación, que establece la obligatoriedad de instalar equipos solares térmicos en los edificios de nueva construcción o en los que se rehabiliten abrirá una puerta de entrada a la mayor incorporación de esta fuente energética.

A propuesta del IDAE, este código obligará a que todos estos edificios tengan una doble toma de agua para la conexión de lavadoras y lavavajillas, de manera que estos electrodomésticos (conocidos como bitérmicos) puedan aprovechar el agua caliente del sistema solar y reducir entre un 80 y un 85 por ciento su consumo eléctrico.

Lavadoras y lavavajillas son los electrodomésticos que más energía consumen en el hogar, después del frigorífico y el televisor, y su factura eléctrica supera al cabo de diez años el coste del propio aparato.

La instalación de un sistema solar térmico en las promociones de obra nueva apenas supone entre un 0,5 y un 0,8 por ciento adicional sobre el coste total del proyecto, de forma que el importe promedio por vivienda puede variar entre 1.100 y 1.400 euros. La instalación cuenta con ayudas públicas y una línea específica de apoyo del IDAE y del Instituto de Crédito Oficial (ICO) para su financiación en siete años. En conjunto, ambas entidades destinarán este año a esta línea de crédito algo más de 38,5 millones de euros, de los que el ICO aporta 25,2 millones y el IDAE, 13,3.

La Unión Europea se ha fijado el objetivo de tener instalados 100 millones de metros cuadrados para el año 2010. En línea con este objetivo, el Plan de Fomento de las Energías Renovables de España expresa el objetivo de instalar, para ese mismo año, 4,5 millones de metros cuadrados de paneles solares.

Al margen de la normativa nacional que está a punto de aprobarse, en la actualidad hay 34 ayuntamientos y una comunidad autónoma -la canaria- que ya han elaborado su propia regulación, mientras que en otras diez autonomías se encuentra en proceso de elaboración. En todos ellos hay ayudas específicas para la instalación de equipos solares.

 

        

 

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