Energías Renovables Aplicadas a la Edificación: Energía Solar. Conceptos Generales
De Construmatica
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Nota: Este artículo ha sido creado gracias a la Fundación Laboral de la Construcción en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. El contenido pertenece a la publicación Energías renovables aplicadas a la edificación disponible en el sitio web Fundación Laboral de la Construcción
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Energía solar. Conceptos generales
La energía solar en general presenta características favorables para sobresalir en el futuro como una energía clave dentro del mercado energético. Las ventajas técnico-económicas más destacadas son:
- - No es contaminante.
- - Es una fuente inagotable.
- - Resulta gratuita.
- - Es una energía no degradada.
- - Se distribuye por todo el planeta.
- - Los costes de instalación son amortizables.
Además, la energía solar cuenta con una ventaja importante de origen social: su aceptación por parte del ser humano es positiva, cuestión con la que no contaban ni el petróleo ni las nucleares.
Otra razón por la que el triunfo de la energía solar es evidente estriba en el agotamiento de los recursos energéticos existentes, los combustibles fósiles.
Por el contrario, las desventajas más notables que presenta la energía solar son:
No cabe duda de que se debe seguir investigando. Los paneles, sobre todo los fotovoltaicos, rinden aún poco y los acumuladores eléctricos ocupan todavía mucho espacio y requieren cierto mantenimiento.
La captación de energía solar se puede dividir en dos procesos: directos e indirectos. En ambos se aplica tecnología para captar la energía:
- - Procesos directos: el proceso para la captación de energía es lineal. Aquí se distingue el proceso térmico no eléctrico, donde el sol calienta directamente un fluido que se emplea como fuente de energía, agua caliente para calefacción, agua caliente sanitaria (ACS), o para refrigerar por absorción.
La transformación mediante el proceso fotovoltaico, también proceso directo, diferencia las instalaciones para servicios autónomos de las generadoras fotovoltaicas. Los servicios autónomos se refieren a estaciones aisladas, como un caserío o una central de datos meteorológicos en lo alto de un monte.
El cuadro siguiente resume las diferentes energías más significativas que afectan al suministro eléctrico. Se encuadran las que afectan al uso energético de los edificios:
Es el caso de la madera, de las plantaciones de biocombustible, de los alimentos, etc. Primero interviene la fotosíntesis en las plantas y luego se usan la madera, los alimentos y demás. Este proceso se denomina "fotoquímico".
Dentro de la geofísica se hace hincapié en las transformaciones donde interviene el movimiento. El sol crea indirectamente los vientos (energía eólica), las olas (energía mareomotriz) y la lluvia o nieve que hacen fluir los ríos (energía hidráulica).
- - Los procesos indirectos son aquellos donde el proceso no ocurre directamente sino que intervienen factores que los desvían, por ejemplo la madera o la energía eólica.
Radiación solar
Siempre se ha estudiado que energía es la capacidad que disponen los cuerpos para realizar un trabajo; por ejemplo, un embalse lleno de agua está capacitado para mover un molino y así realizar un trabajo.
Toda la energía cedida por un cuerpo la capta otro, no se destruye, y viceversa, al interactuar los cuerpos nunca se crea energía. Esto es el principio de conservación de la energía, que no se crea ni se destruye, sino que se transforma.
La radiación solar compuesta de partículas (fotones) forma una materia que dispone de capacidad energética para variar las características de los cuerpos que interfieren en ella.
El sol, como todas las estrellas, es una enorme caldera nuclear donde su materia se convierte constantemente en radiación solar. El tiempo que todavía se prevé que esto siga sucediendo es de 5.000 millones de años, dato tranquilizador.
La velocidad a la que viaja la radiación solar es de 300.000 km/s, por lo que llega a nuestro planeta en menos de 9 min.
Una vez que alcanza la superficie terrestre, la potencia media de la radiación solar resulta muy pequeña comparada con la potencia inicial, pues en el camino se pierde gran cantidad; sin embargo, es sobradamente suficiente para atender todas las necesidades energéticas del planeta. La potencia media por metro cuadrado en la superficie terrestre es de 1.353 W. La energía recibida del sol durante sólo 20 min. equivale a la consumida por el hombre durante 1 año.
El potencial obtenido de radiación solar varía según la situación dentro del planeta: cuando la radiación es perpendicular al suelo se obtienen altos resultados. A medida que los rayos solares se inclinan, el potencial decrece.
La climatología también influye a la hora de plantearse una instalación solar: en zonas muy nubosas no sería muy rentable, y tampoco en zonas frías. Con la tecnología actual las zonas más idóneas para implantar instalaciones solares son las poco nubosas y menos frías.
El haz compuesto de fotones que forma la radiación solar electromagnética se divide en diferentes tipos de radiaciones o rayos: ultravioletas, visibles e infrarrojos.