Energía solar: qué es y cómo funciona
La energía solar es una de las fuentes de energías renovables más conocidas en España. En 2022, casi el 12 % de la energía generada provenía de instalaciones fotovoltaicas, es decir, casi 32.000 GWh.
Es más, de acuerdo con los datos presentados en el I Informe Anual de Autoconsumo Fotovoltaico por la asociación APPA Renovables, casi 300.000 viviendas tienen una instalación de autoconsumo. Se estima que, de media, cada hogar se ahorra unos 338 euros anuales por cada kilovatio si tiene instaladas placas solares.
¿Qué es la energía solar?
La energía solar es generada por el sol y es una fuente inagotable de energía, limpia y natural, que llega hasta la tierra a través de la radiación que emite el astro. La luz solar favorece la vida y conserva la temperatura del planeta.
Es más, se estima que, desde el nacimiento del sol, hace 10.000 millones de años, todavía no ha consumido el 50 % de su energía total.
La radiación solar sufre, al pasar por la atmósfera, un proceso de debilitamiento por:
- La dispersión, debido a los aerosoles, y que descompone la luz en colores.
- La reflexión, por las nubes.
- La absorción, por las moléculas de gases y por partículas en suspensión.
Por ello, la radiación solar reflejada o absorbida por la superficie, y también la atmósfera, absorben la energía solar y la vuelven a irradiar en forma de calor en todas las direcciones.
Tipos de energía solar
De la energía solar se puede aprovechar o bien la luz o el calor del sol. Para el primero se emplearían paneles solares fotovoltaicos y para el segundo, colectores solares fotovoltaicos.
Energía solar fotovoltaica
La energía solar fotovoltaica transforma la radiación del sol en electricidad a través de células fotovoltaicas. Mediante la instalación de placas solares, se pueden emplear para suministrar energía la casa y, de esta manera, ahorrar en la factura de la luz.
Energía solar térmica
Las instalaciones de energía solar térmica utilizan colectores o captadores solares que transforman la radiación solar en calor. Estos sistemas se emplean para calentar el agua de los sistemas de calefacción como almacenamiento de agua caliente sanitaria (ACS) residencial o industrial.
¿Cómo funcionan las placas solares fotovoltaicas?
Los rayos solares están compuestos por fotones que llegan a las células fotovoltaicas que conforman la placa solar. Las mismas, cuentan con una o varias capas de un material semiconductor que están recubiertas de un vidrio transparente que deja pasar la radiación y minimiza las pérdidas de calor.
Al chocar la luz solar contra una célula fotovoltaica se produce un diferencial de potencial eléctrico entre ambas caras haciendo que los electrones salten de un lugar a otro, generando así corriente eléctrica que, más tarde, se transporta hasta la red de distribución para llegar hasta los puntos de consumo.
Con este proceso, se produce corriente continua (CC), que se almacena en baterías hasta ser convertida en corriente alterna (CA), es decir, la necesaria para el hogar, gracias a los inversores de voltaje.
Inversores de voltaje
Tal y como se ha descrito anteriormente, la corriente continua tiene un flujo regular que transcurre en una sola dirección. Al contrario que la corriente alterna, que tiene una potencia y dirección que puede circular en varios sentidos, por lo que es capaz de transportar mayor cantidad de energía.
La principal función de los inversores de voltaje es cambiar la dirección de la corriente continua y convertirla en alterna. La gran mayoría de las viviendas emplean corriente alterna en su suministro eléctrico, sus electrodomésticos, etc.
Además, la CA permite modificar el flujo y el voltaje de la potencia, lo que supone un extra, ya que muchos electrodomésticos requieren de un voltaje específico y regulado.
Tipos de plantas fotovoltaicas
El aprovechamiento de la energía solar no solo se limita a una instalación de placas solares domésticas, sino que también está disponible a nivel industrial, mediante centrales fotovoltaicas que participan en la generación de electricidad del mercado nacional.
Central fotovoltaica
Es una planta destinada a transformar la energía solar en energía eléctrica, a través de sistemas fotovoltaicos. Las centrales disponen, además, de torres meteorológicas que estiman el momento de mayor producción solar y el instante en que la luz desaparecerá.
La energía generada por las placas solares pasa a corriente alterna por un inversor y, un transformador ajusta la intensidad y el voltaje para que pueda ser transportada por las redes de alta tensión y distribuirla por todo el país.
Generador con autoconsumo
Los generadores eléctricos solares obtienen la energía de placas fotovoltaicas colocadas generalmente en el tejado de la vivienda y que almacenan la energía en baterías. Resultan muy útiles para viajes en caravana o barco camping, etc.
Instalación de placas solares en una vivienda
Las instalaciones fotovoltaicas domésticas cuentan con paneles solares en la vivienda que suministran energía eléctrica a la vivienda y, en ciertos momentos, a la red eléctrica.
En este tipo de instalaciones domésticas, puede suceder que:
- Las placas solares generen más energía que la vivienda necesite: hay energía sobrante, es decir, excedente.
- Las placas solares cubren la demanda energética de la casa.
- Las placas solares no generan la suficiente energía demandada y la vivienda se alimentará de la que suministre la red eléctrica. Se pagan por los kWh que consuma la misma.
Planta fotovoltaica doméstica conectada a la red eléctrica
Las plantas fotovoltaicas domésticas que se encuentran conectadas a la red eléctrica tienen un sistema de vertido que hace que esa energía sobrante pase al sistema eléctrico y sea adquirida por la comercializadora escogida.
Para poder beneficiarse de este sistema, los usuarios firman un contrato con compensación de excedentes, mediante el cual la comercializadora adquirirá esa energía sobrante y se le descontará al usuario en la factura de la luz. Y de la misma manera, se le cobra al usuario cuando necesite electricidad proveniente de la red eléctrica.
Planta fotovoltaica doméstica aislada de la red eléctrica
Otra opción, es que esa misma instalación fotovoltaica tenga un sistema antivertido que evita que esa energía sobrante pase al sistema eléctrico. Y, de igual manera, que no haya acceso a la red eléctrica.
Es decir, la vivienda es completamente independiente por diferentes razones: baterías solares, hábitos de consumo o número suficiente de placas solares.
Lo más preguntado
¿Quién inventó los paneles solares fotovoltaicos?
El estadounidense Charles Fritts fue el inventor del primer dispositivo para generar electricidad aprovechando la energía del Sol en 1883. Sin embargo, uno años antes, en 1838, Alexandre Edmond Becquerel descubrió el efecto fotovoltaico, lo que sirvió a Fritts para aprovechar la energía la solar de manera eficiente.
¿Cómo se puede aprovechar la energía solar para ahorrar dinero en la factura de la luz?
La mejor opción es mediante la instalación de placas solares en la vivienda que permiten ahorrar hasta un 40 – 60 % en la factura anual, es decir unos 700 euros.
¿Cómo se puede utilizar la energía solar en zonas remotas o aisladas?
Uno de los beneficios de las placas solares es que su empleo no solo se remonta a las grandes urbes, sino que es posible colocar placas solares en zonas remotas o aisladas y suministrar energía a la vivienda.
¿Qué factores pueden afectar la producción de energía solar a lo largo del día y el año?
La producción solar se puede ver afectada por varios factores:
- La orientación.
- La inclinación.
- Las condiciones climáticas.
Si tienes alguna pregunta sobre este tema o quieres hacernos alguna sugerencia, no dudes en escribirnos a través de nuestro Buzón del Experto. Estaremos encantados de poder ayudarte.
Referencias
- I Informe Anual del Autoconsumo Fotovoltaico https://www.appa.es/i-informe-anual-del-autoconsumo-fotovoltaico/