Hoy en día, el uso de la energía solar térmica está planteado como una alternativa efectiva frente a los problemas causados por el consumo de combustibles fósiles. El consumo de estos combustibles se ha estado convirtiendo de unos 100 años hasta hoy en día, en un grave problema de interés y preocupación planetaria. Su empleo ciertamente trajo múltiples beneficios a la humanidad, pero el grado de complejización del mundo lo ha vuelto un inconveniente enorme.
Existen dos consecuencias que es necesario hacer resaltar: la contaminación ambiental (en el más amplio sentido y alcances del término) y el calentamiento global. Ambos fenómenos han repercutido en un deterioro acelerado y acentuado del funcionamiento y la estabilidad climática del mundo. Esto a su vez, ha impulsado la aparición de movimientos sociales de rechazo a esa energía y de reivindicación de los derechos del planeta.
La energía solar térmica es una verdadera alternativa
Este tipo de energía puede decirse que está en las posibilidades de cualquier persona. Tiene muchos elementos a su favor, pero hay dos de enorme importancia: 1) no toma parte en las emisiones de gases de invernadero y 2) los costos de su funcionamiento son sumamente reducidos. Con solo estos dos elementos se planta con seguridad y confianza como una alternativa perfecta para la producción de energía calórica para uso doméstico.
Otra de sus interesantes posibilidades es que se puede combinar y complementar con el uso de los novedosos y efectivos sistemas de paneles solares. Con esta asociación puedes garantizar la producción de energía en forma más o menos constante y continua. El uso de la energía solar tiene un importante número de ventajas sobre la producción de energía a partir de combustibles fósiles. De hecho numerosos organismos mundiales (por ejemplo la OCDE) consideran que tiene la posibilidad de cubrir una buena parte de la demanda de energía del planeta. Encima de todo, la producción de energía solar es una actividad que resulta tanto rentable como sostenible. Es hora de comenzar a pensar en ella como un recurso efectivo.
¿Qué es la energía solar térmica?
Formulada en términos de una contestación técnica, se puede decir que la energía solar térmica es la conversión de la energía del Sol en calor. Al resultado de esta conversión y aprovechamiento de los rayos del Sol para generar calor, se le llama “energía térmica”. Ahora bien, el aprovechamiento de la energía solar tiene que hacerse mediante el uso de “colectores solares térmicos”que son dispositivos específicos para este fin.
Tal vez sea necesario aclarar que no se trata de la única alternativa solar al uso de la energía tradicional. Al lado de la energía solar térmica se encuentra la energía fotovoltaica por la que se produce una transformación de la energía solar en electricidad. Suele afirmarse que además de ser diferente, la energía solar térmica es mucho más eficiente que la fotovoltaica.
Con el paso del tiempo, este tipo de energía se ha convertido en un “estándar tecnológico” estable, lo que lo ha hecho económicamente susceptible de utilizarse. Se sabe que hasta hace unos pocos años, la producción de esta energía alcanzaba a 250 GWth. Este volumen de producción equivalía a cerca de 350 millones de m2 de dispositivos de recuperación de energía solar. También es cierto que la mayoría de ellos están instalados como servicio para viviendas particulares.
Pueden instalarse plantas domésticas y a las afueras de las ciudades
No obstante, y desde hace cierto tiempo, han existido numerosas plantas emplazadas para la producción de esta energía con dimensiones urbanas. Se habla de grandes instalaciones de colectores con una aplicación de extensa proyección, y se utilizan en redes asociadas a comunidades urbanas e incluso densas ciudades. Usualmente se asientan en terrenos municipales o en los techos de casas y edificios, pueden satisfacer hasta el 50% de las necesidades de energía.
Esta clase de plantas productoras de energía solar se vienen emplazando en muchos países desde el último tercio del siglo pasado. Aunque China lleva la batuta en cuanto a cantidad instalada, varios países europeos y los EE. UU. le van a la zaga. La capacidad total instalada en Europa asciende a más de 500 MWth y el crecimiento interanual hasta el año 2017 fue de más del 40%.
¿Cómo se convierte la energía del Sol en energía solar térmica?
Para alcanzar este proceso de conversión se emplean colectores solares de diversas constituciones, en acuerdo con sus usos finales. Hay colectores de baja temperatura usados para calentar espacios reducidos. Los hay de temperatura media que son mayormente, de uso residencial aunque también para los comercios. Por último están los de temperatura elevada que se valen de grandes lentes y espejos destinados a la producción de energía eléctrica.
Un colector solar está conformado por varios elementos con una función específica cada uno:
- El absorbedor: su función es “recoger” la energía del Sol, regularmente está revestido de una superficie de tonos oscuros que conduce el calor.
- El aislamiento: es un componente cuya función es aminorar la pérdida del calor.
- La trampa: este dispositivo cumple dos funciones, una es dejar pasar la irradiación del tipo de onda corta y la otra es impedir el paso de la irradiación de onda larga.
- El medio de transferencia: se trata de un fluido (agua o aceite) cuyo objetivo es derivar el calor hacia la realización de una función o actividad útil.
Se busca que la energía solar se concentre en el absorbedor mediante el apoyo de una serie de reflectores. En algunos casos, un colector puede generar una temperatura que llega y sobrepasa los 1000°C. Como se puede entender muy fácilmente, se trata de una clase de energía con carácter renovable, sostenible y amable con el ambiente ecológico.
Las plantas de producción de energía solar térmica necesitan de tres sistemas de apoyo para su correcto desempeño
- Acumulación térmica: se trata de una especie de batería compuesta por un depósito de agua. En él se acumula la energía calórica para su uso posterior.
- Distribución: se trata de un sistema compuesto básicamente por tuberías, equipos de bombeo y por reguladores. Su función es distribuir y acondicionar la energía para su uso.
- Apoyo en la producción de la energía: su función es suplir o compensar la producción de energía en momentos cuando decae la radiación solar o su consumo es exagerado. Se trata de instalaciones alternativas de energía eólica, procesamiento de biomasa e incluso, la red eléctrica convencional.
Esta última medida es muy necesaria para cuando la intensidad de las radiaciones solares no alcanzan a cubrir el 60% de las necesidades de la comunidad. Por supuesto, en los meses de verano siempre se llega a satisfacer el 100% de dichas necesidades. La combinación de ambas estructuras compensa las escasas deficiencias de la producción de energía por medio de la irradiación solar.
Sistemas activos y pasivos de generación de energía solar térmica
En realidad no existe un único procedimiento de producción de energía solar térmica; hay dos maneras o métodos, los activos y los pasivos. Estos últimos son los más fáciles de reconocer porque su depósito del fluido se encuentra más elevado que los paneles térmicos y trabajan valiéndose de la gravedad. Por su parte, los sistemas activos están asociados a una producción de energía de mayor magnitud, se les conoce como “sistemas de termosifón”.
Los sistemas activos requieren el añadido de motores bomba capaces de hacer que se active y complete su circuito. Mientras los sistemas pasivos son apropiados para un uso doméstico, los activos están más pensados para ser usados en espacios industriales.
La energía fotovoltaica
Al modo de la generación de energía solar térmica, la energía fotovoltáica es también generada sacando provecho de la radiación solar. La diferencia fundamental entre ambas es que los “paneles solares” de esta última, están diseñados ex profeso, para generar electricidad antes que calor. Su modo de funcionamiento es mediante el empleo de una tecnología de paneles fotosensibles que están conformados por células fotoeléctricas.
Ventajas y desventajas de los colectores solares
Para tratar de generar energía a partir del manejo de la radiación solar hay dos clases de colectores solares que se usan de forma preferencial:
- Los colectores planos.
- Los colectores de tubo de vacío.
Cada uno de ellos tiene sus pros y sus contras. Las ventajas de los colectores planos se pueden resumir en:
- Son menos costosos en cuanto a su adquisición.
- Son igualmente baratos en mantenimiento y reparación.
Por su lado, las ventajas de los colectores de tubos de vacío son:
- Tienen un mayor índice de eficiencia energética.
- Prestan un mejor servicio incluso cuando hay una menor intensidad en la radiación del Sol.
- Son capaces de generar temperaturas mayores.
Los mecanismo de funcionamiento de ambas clases de colectores es más o menos la misma. Los dos toman la luz solar mediante los absorbedores y luego, la transportan en condiciones de energía térmica al fluido utilizado para su preservación. Una ventaja que tienen los colectores de tubo de vacío por encima de los planos es que son casi totalmente capaces de impedir la pérdida del calor producido.
Ventajas específicas de la energía solar térmica
Arriba apuntábamos que esencialmente es un tipo de energía muy poco costosa y lo mejor, es nada contaminante, pero es posible apuntar unas otras ventajas específicas:
- Energía casi independiente, proviene de una fuente inagotable y por la que no hay que pagar absolutamente nada.
- Hace posible la generación de vastas cantidades de energía a muy bajo costo.
- Elimina la emisión de gases de efecto invernadero que producen un incremento del calentamiento global.
- Se traduce en una considerable reducción del consumo eléctrico, permitiendo alcanzar un ahorro de aproximadamente hasta el 50%.
- Minimiza la dependencia respecto de la red eléctrica.
- Son fáciles de incorporar no solo en los inmuebles sino además, a otros sistemas de producción de energía.
- Suele agregar valor al inmueble en donde se encuentra instalada.
Desventajas específicas
- La energía solar térmica, por lo general, tiene menos aplicaciones que otras fuentes de energía.
- Su mantenimiento es más laborioso y complicado que otros sistemas básicamente porque tiende a sufrir de corrosión.
- Es una fuente de energía que puede flaquear en las ocasiones en las que la luz solar aminora según las estaciones.
- No vas a tener en toda ocasión, la posibilidad de generar el mismo volumen de energía.
- El gasto inicial que su instalación requiere suele ser elevado.
- Si está en tus planes desarrollar una instalación a gran escala, sus costos se elevan desmesuradamente.
- Necesita que la localización del inmueble esté muy abierta a recibir la incidencia de la luz solar.
- Se produce una suerte de afectación ecológica cuando usas paneles solares de apoyo; estos por lo general son producidos haciendo uso de energías no renovables.
- Una desventaja “visual” es que el diseño de los paneles solares no suele ser muy estético.
Existe la posibilidad de adquirir de primera mano el conocimiento necesario para lograr la experticia en el manejo de la energía solar térmica. El Máster en Energías Renovables y Proyectos Energéticos te brinda la oportunidad de formarte en un área que terminará imponiéndose más tarde o más temprano, como el método dominante de producción de energía en forma amable y respetuosa con el ambiente.