La energía solar; energía generada a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética del sol, es la principal fuente de luz y calor de nuestro planeta, así como una de las fuentes de energía renovable más usadas y conocidas mundialmente, ya que mediante la tecnología adecuada puede ser utilizada como energía eléctrica yy térmica, lo que hace de la energía solar una fuente confiable, segura y no contaminante para obtener energía limpia de manera prácticamente ilimitada.
La energía solar es la principal fuente de energía que tenemos en nuestro planeta, descubra cómo funciona la energía solar fotovoltaica y de qué manera le puede sacar el mejor provecho. Para entender los beneficios, podemos empezar hablando sobre có...
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Leer masTodo comienza en el espacio, más específicamente en el núcleo del sol, donde se realizan procesos de fusión que convierten los átomos de hidrógeno en átomos de helio; el cual genera energía, y es transportado por los fotones, unas pequeñas partículas transportadoras de todas las formas de radiación electromagnética, hasta la capa superior interior del sol (zona convectiva).
Allí el movimiento de los gases calientes desplaza la energía a la superficie del sol, donde inicia un viaje de millones de años para llegar a nuestro planeta en forma de ondas y partículas. De esta energía que llega, se estima que cerca del 30% es reflejada al espacio mientras que el 70% restante es absorbido por la atmósfera, océanos y continentes.
A nivel planetario, la Tierra usa la energía solar para calentar la superficie, según las diferencias de temperatura de las diferentes regiones, así como para la formación del viento, procesos atmosféricos y climatológicos. Adicionalmente, es indispensable en el proceso de fotosíntesis; el cual podemos resumir como un proceso químico que transforma la materia inorgánica a orgánica, y es indispensable para la vida de las plantas y animales.
Para poder utilizar esta energía proveniente del sol, debemos entender que hay varias formas de recolección y transformación, así como tipos de energía solar, las cuales responden a necesidades y demandas diferentes. Podemos encontrar los siguientes tipos de energía solar:
Energía solar fotovoltaica
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Las partículas de luz (protones) chocan con el panel solar; el cual es una instalación fotovoltaica hecha a base de un material semiconductor, usualmente silicio. |
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El silicio dentro del panel contiene electrones que se liberan al entrar en contacto con los protones, generando electricidad de forma continua. |
Este tipo de energía solar ha cobrado especial relevancia como una forma de tener un consumo autónomo de energía eléctrica, esto como respuesta a los diversos problemas tanto ambientales como sociales que atraviesan las sociedades actuales. El uso de este tipo de energía solar con estas celdas fotovoltaicas es común tanto para viviendas como para sectores empresariales; públicos o privados, y sus usos van desde dar electricidad a la calefacción o aire acondicionado hasta cargar un carro eléctrico.
Energía solar térmica
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En este sistema se usan colectores formados ya sea por lentes, espejos o placas metálicas que se encargan de absorber y concentrar la luz solar. |
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Al tener esta luz (protones) concentrada se producen las temperaturas necesarias para los diferentes procesos en los que se involucra este tipo de energía. |
Este tipo de energía solar se puede usar en el sector público, industrial y en viviendas sin problema, ya que una de sus principales funciones es apoyar los sistemas de calefacción tanto de aire como de agua. En sectores como el público, la energía solar térmica se usa para producir agua caliente sanitaria o industrial, así como para climatizar piscinas de interior o exterior.
Tanto la energía solar fotovoltaica como la térmica son formas de captación y transformación que usan tecnologías activas; las cuales si o si requieren de la intervención y gestión humana para funcionar adecuadamente.
Energía solar pasiva
Este tipo de energía solar se caracteriza por buscar aprovechar la luz solar a través de los materiales y la arquitectura de un lugar, sin tener que usar tecnologías que capturen y transforman la luz; de ahí su nombre. Este tipo de energía solar es un elemento clave en áreas como el ecodiseño y la arquitectura bioclimática o arquitectura sostenible; los cuales buscan hacer un uso eficiente de la luz solar para calentar e iluminar los espacios.
Energía solar híbrida
En este caso, como lo indica su nombre, en este tipo de energía solar tenemos la mezcla de dos fuentes de energía, usualmente ambas son energías renovables, como, por ejemplo, la combinación más frecuente es usar energía solar; con paneles fotovoltaicos, y energía eólica; con aerogeneradores. Caracterizándose por tener mayor estabilidad en el suministro y rendimiento de la energía.
A lo largo del texto se ha mencionado que la energía solar es un tipo de energía renovable, pero, ¿qué significa esto?,¿cuáles son las características de este tipo de energías? Para aclarar este concepto podemos usar la definición sencilla y clara que brindan las Naciones Unidas, quienes dicen que la energía renovable es “un tipo de energía derivada de fuentes naturales que llegan a reponerse más rápido de lo que pueden consumirse (…) Las fuentes de energía renovable abundan y las encontramos en cualquier entorno”.
Por lo tanto, estas fuentes de energía ilimitada y limpia, generan muchas menos emisiones que las energías que usan combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas, en industrias como el transporte, la agricultura, la generación de electricidad entre otros. De manera que, la energía solar tiene la capacidad de ser una solución rentable y duradera en el tiempo para realizar una transición energética.
En los últimos años, diversos expertos y científicos han alertado a la población mundial del peligro que implica el cambio climático, sobre todo el aumento de las temperaturas que deriva en el aumento del nivel del mar, alteración del clima, intensificación de fenómenos naturales entre otros. Estos efectos tienen una estrecha relación con los gases de efecto invernadero; principalmente el dióxido de carbono, el cual ha presentado preocupantes niveles de emisión en industrias como el transporte, la moda y la energía.
Concretamente, desde el aspecto energético se pueden implementar diversas acciones e iniciativas puntuales para reducir el impacto ambiental tanto a niveles macro; países y empresas, como a nivel micro; viviendas y personas. Una forma de hacerlo es usar la energía solar, la cual al ser una energía renovable no genera gases de efecto invernadero e incentiva el consumo limpio y responsable de energía. Otras ventajas de usar la energía solar en el contexto de lucha contra el cambio climático son:
| ➥ | Reducción en la emisión de gases de efecto invernadero. |
| ➥ | Ahorro y sostenibilidad energética. |
| ➥ | Disminución en la contaminación del agua y el aire. |
| ➥ | Diversificación en la producción y consumo energético. |
| ➥ | Creación de empresas y empleos con enfoque sostenible. |
| ➥ | Desarrollo sostenible de la sociedad; en aspectos económicos, sociales, políticos y culturales. |
Las ventajas de la energía solar son amplias y contundentes a la hora de tomar la decisión de cambiarse del sistema de electricidad tradicional, algunas de estas son:
| ✔ | Fuente de energía renovable e inagotable, lo que permite que el uso de este tipo de energía sea estable y prolongado en el tiempo. |
| ✔ | No es contaminante con el ambiente, lo que reduce su impacto ambiental desde la producción de los equipos hasta en su funcionamiento. |
| ✔ | Es confiable y segura para la salud, los equipos y procesos para su instalación y uso no afectan a personas ni al ambiente. |
| ✔ | Energía constante, pues mediante el uso de baterías este sistema permite almacenar excedentes de energía para usar después. |
| ✔ | Amigables con el ambiente siempre, no importa si un panel solar llegó al final de su vida útil, este puede ser recuperado y reciclado, fomentado la economía circular y reduciendo el desperdicio de materiales. |
A la hora de hablar sobre desventajas de la energía fotovoltaica existen algunos factores a tener en cuenta, pues si bien es una alternativa energética útil y necesaria en el mundo de hoy, es importante comprender ciertas limitaciones y oportunidades de mejora para que si usted desea realizar el cambio a la energía solar lo haga informado. Algunas cuestiones a tener en cuenta son:
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La ubicación geográfica y clima pueden no adaptarse a la energía solar, si es una zona donde no hay mucha radiación solar por ciertas temporadas o por el clima se reduce la exposición al sol puede no ser una opción viable. |
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Se requiere una alta inversión inicial para la instalación, debido a la alta cantidad de tecnología que involucra esta instalación, sin embargo, se podrá recuperar o ver a favor a largo plazo. |
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Requiere una considerable cantidad de espacio para ser instalado y tener una mayor superficie para instalar los paneles, lo que representará más generación de energía. |
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Debido a la suciedad al estar expuesto al ambiente, factores como la polución; especialmente la contaminación atmosférica, se reduce el rendimiento. |
Desde el inicio de la civilización humana, el sol ha sido un elemento recurrente en nuestra historia. Este cuerpo celeste es un elemento clave en la evolución humana, orientando factores culturales y científicos a lo largo de los siglos, y esto nos ha permitido aprovechar al máximo sus beneficios como especie.
Viajemos en el tiempo y volvamos a las antiguas civilizaciones, quienes usaron principalmente la energía fotovoltaica pasiva a su favor:
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Los egipcios usaban la orientación del sol para construir sus casas y templos, así, aprovechaban todo el calor e iluminación que les brindaba. Además, también usaban espejos para concentrar la luz solar y generar fuego. |
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Los griegos no solo le atribuían al sol un carácter divino con la representación del Dios Helios, sino que, lo veían como fuente de energía, utilizando hornos solares; objetos con espejos para concentrar la luz en una área pequeña y cerrada, generando fuego. |
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Los romanos, como los griegos, veían al sol con un carácter divino, pero también aprendieron a usarlo a su favor, especialmente con sus construcciones, utilizando invernaderos con ventanas de cristal para aprovechar la luz del sol en sus cultivos. |
Siglos más adelante, en el siglo XVII se dieron los primeros pasos para concebir la energía fotovoltaica como la conocemos hoy en día:
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En 1839, el físico francés Alexandre Edmond Becquerel estudió el espectro solar, el magnetismo, la electricidad y la óptica, lo que lo llevó a descubrir el efecto fotovoltaico; fenómeno en el cual la luz solar se convierte en electricidad. |
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En 1873, el ingeniero eléctrico inglés Willoughby Smith descubrió la fotoconductividad del selenio, descubrimiento clave en la creación de la célula fotoeléctrica; dispositivo que convierte la radiación solar en energía eléctrica. |
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En 1877, se creó la primera célula fotovoltaica de selenio a manos del profesor inglés William Grylls Adams y su alumno Richard Evans Day, quienes estaban estudiando el efecto fotoeléctrico en elementos sólidos. |
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Para 1883, el inventor de Estados Unidos Charles Fritts construyó el prototipo de lo que hoy conocemos como panel solar, usando un panel metálico recubierto por una capa de selenio y otra de oro, generando una corriente eléctrica estable. |
Luego de múltiples avances científicos y descubrimientos que cambiarían el mundo, no fue sino hasta décadas después que el campo de la energía fotovoltaica retomaría las investigaciones e implementaciones. Durante el siglo XX:
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En 1950, la compañía de investigación y desarrollo científico Bell Laboratories; hoy adquirida por Nokia y conocida como Nokia Bell Labs, empieza a desarrollar paneles solares para misiones espaciales. |
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En 1953, los científicos estadounidenses Gerald Pearson, Daryl Chapin y Calvin Fuller crearon la primera célula solar a base de silicio; componente que mostró ser más eficiente a la hora de generar electricidad de manera constante. |
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En 1977 se inauguró la primera planta solar de energía fotovoltaica comercial en el estado de California, Estados Unidos, un hecho que marcó un antes y después en la idea de la energía fotovoltaica como alternativa en la producción de electricidad. |
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Para los 50´s la NASA instaló 108 celdas solares en el primer satélite Vanguad I y para los 60´s casi todos los satélites en órbita se alimentaban de paneles solares para obtener energía. |
Ya en el siglo XXI, el uso de este tipo de energía solamente ha ido en aumento, pues con los retos de la crisis climática, el aumento de la conciencia ambiental y la búsqueda por tener un consumo responsable que ayude a la economía de los países, empresas y hogares, se han abierto espacios educativos y científicos para darla a conocer más sobre este tipo de energía y avanzar en investigaciones que potencien su funcionamiento.
De manera que, más personas se informan y buscan hacer la transición, así como los científicos buscan potenciar las investigaciones para ampliar y mejorar la tecnología, tratando de solucionar los factores que puedan limitar el uso de este tipo de energía, buscando atender a las necesidades de un mundo en constante cambio y expansión que necesita cambiar su estilo de consumo por uno que facilite el uso de recursos de forma responsable y limpia.
Al hablar de este tema, en Colombia se plantean grandes metas a largo plazo con varios retos a resolver en el camino, pero nuestro país no se queda atrás en el plan de hacer una transición energética e implementar nuevos proyectos de energía fotovoltaica. Desde los años 20 del siglo pasado, Colombia ha introducido esta energía al panorama nacional, lo que inició en esa época con calentadores de agua solares y la construcción de granjas solares.
Es por esto que se espera que el tamaño del mercado de la energía fotovoltaica crezca en los próximos años en el país, pues varias regiones del territorio nacional cuentan con ventajas geográficas para producir electricidad a partir de la luz del sol. Además, es una forma de responder a los diversos tratados y convenios internacionales que buscan responder a los objetivos de desarrollo sostenible.
Actualmente, en Colombia ya existen y se están ejecutando varios proyectos de parques solares en todo el territorio nacional, los cuales han ido tomando mayor relevancia gracias al impulso que han tenido varias políticas y normativas enfocadas en lograr la diversificación de la matriz energética de Colombia. Algunos de estos proyectos de parque solares más relevantes en el momento son:
| Parque solar | Ubicación | Características |
| Parque Solar Celsia La Miel | Tolima |
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| Parque Solar El Paso |
La Guajira |
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| Parque Solar Sancancio |
Caldas |
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| Parque Solar de la Guajira 1 |
La Guajira |
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| Parque Solar Yuma |
Cundinamarca |
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| Parque Solar Array |
Huila |
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