¿Cuáles son los principales usos de la energía solar?

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25 Nov, 2021

Los usos de la energía solar van más allá de su función como fuente de luz natural por excelencia durante el día. Al día de hoy, la versatilidad de este recurso renovable le permite competir con los combustibles fósiles en la generación de energía eléctrica. Aunque todavía la combustión de carbón y derivados del petróleo predomina para este propósito, las energías renovables, entre ellas la solar, están cobrando mayor relevancia.

A continuación, detallaremos parte de las áreas y circunstancias más comunes donde interviene la energía solar. Probablemente, algunas de ellas te sorprenderán.

La  generación de electricidad, uno de los principales usos de la energía solar

En efecto, la luz y la temperatura que provee el sol pueden derivar, mediante procesos fotovoltaicos y térmicos, en energía eléctrica aprovechable. Sin duda, este es uno de los usos de la energía solar más extendidos. Como referimos en un artículo anterior, la energía solar fotovoltaica consiste en transformar la luz solar directamente en corriente eléctrica mediante el llamado efecto fotovoltaico. Este último ocurre cuando los fotones de la radiación del sol se convierten en electricidad.

Para este propósito se emplean módulos o placas solares compuestos por un conjunto de celdas elaboradas con silicio enriquecido, con fósforo y boro añadidos. Las capas de silicio y fósforo proveen una carga negativa, mientras que la de boro suministra una carga positiva. Entonces, al incidir la radiación solar en ellas, producen una carga eléctrica. La disposición en módulos de estas celdas, hace factible ajustar el voltaje a un sistema de corriente continua que podemos utilizar. Gracias a la conexión de un inversor, esta energía transforma la corriente continua (DC) en corriente alterna (AC), para el consumo cotidiano.

Además, es relevante señalar que el voltaje emitido por las células solares es regular y lineal; pero la corriente que generan dependerá siempre de la intensidad de la irradiancia. Es decir, el rendimiento de las placas solares dependerá de lo potente que sea la luz que incide en ellas, de acuerdo a la hora del día y la estación.

La energía solar térmica

La energía solar térmica o termosolar es aquella que aprovecha la temperatura que genera la luz del sol. Esta se emplea para calentar directamente líquidos y gases, proporcionar calefacción o refrigeración a los hogares o bien para transformarla en electricidad. De hecho, este calor directo del sol es básico en procesos industriales que requieren determinado nivel de temperatura, tales como la pasteurización, la cocina o la desinfección. Para ello, unos dispositivos conocidos como colectores captan y concentran la luz solar para generar las altas temperaturas necesarias en la obtención de calor y electricidad.

Obtener electricidad mediante este sistema requiere de un proceso distinto al fotovoltaico. Los sistemas de energía solar térmica cuentan con reflectores o espejos que captan y enfocan la luz solar hacia un receptor. A lo interno de este receptor circula un fluido de transferencia de calor que alcanza altas temperaturas para producir vapor. Este último se convierte en energía mecánica en una turbina que, finalmente, acciona un generador que produce la electricidad.

Autoconsumo para residencias e industrias, entre los usos de la energía solar

En los últimos años, las instalaciones de sistemas fotovoltaicos en comunidades de vecinos, residencias y empresas está tomando auge. La necesidad de cumplir con las metas de descarbonización propuestas por la Unión Europea y las Naciones Unidas ha llevado a muchos gobiernos, como el de España, a ofrecer ayudas económicas e incentivos fiscales a compañías, particulares y organismos públicos para incorporar infraestructuras de autoconsumo fotovoltaico in situ.

Con esto, los usos de la energía solar fotovoltaica trascienden la generación desde extensas plantas para alimentar las redes de electricidad convencional. Lo que permite a familias, comunidades e industrias generar la energía que requieren y disminuir el coste de la factura de electricidad. Esto no es usual en el caso de la energía solar térmica.

Usos de la energía solar fotovoltaica en entornos urbanos

Uno de los usos de la energía solar fotovoltaica más comunes es el del alumbrado público en calles y avenidas. Los kits de iluminación LED para este propósito cuentan con paneles solares y acumuladores para captar y preservar la energía que emplearán en la noche. De esta forma, los tendidos eléctricos clásicos van desapareciendo poco a poco.

Otro modo de emplear la energía fotovoltaica es el de los puntos de recarga para coches eléctricos. En particular, este se encuentra en pleno auge. Nuestro Gobierno también otorga ayudas dentro del Plan Moves III tanto para la compra de estos vehículos como para la instalación de infraestructuras que les abastezcan de energía.

Dentro de esta tendencia de protección ambiental, también tenemos el uso de la energía solar en la corriente arquitectónica bioclimática que aboga por una construcción responsable y sostenible mediante la integración de paneles fotovoltaicos en todos sus diseños.

Asimismo, los coches solares y otros medios de transporte novedosos basados en la transformación de la luz del sol en electricidad para funcionar están evolucionando.

El último uso de la luz solar en entornos urbanos que queremos destacar es el que permite cargar baterías de todas las tecnologías wearables recientes. Entre ellos: relojes, pulseras, pulsómetros y móviles. La inclusión de pequeñas placas fotovoltaicas ayuda a recargar las baterías de estos dispositivos y facilita un ahorro considerable para el usuario.

Usos de la energía solar en el sector primario

Por igual, en la agricultura, la ganadería, la industria alimentaria y hasta en la minería se hace cada vez más frecuente el uso de la energía solar. Por ejemplo, el riego con energía solar fotovoltaica coincide con el reto planteado por la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura). Este objetivo consiste en emplear energías renovables para disminuir la emisión de SIG (Sistema de Información Geográfica) y lograr la sostenibilidad de los alimentos cosechados. En paralelo, esto reduce la pérdida de rentabilidad en la agricultura de regadío debido al aumento de los costes energéticos.

Los sistemas fotovoltaicos en el sector primario suministran electricidad suficiente para la extracción mediante bombeo de agua de ríos, pozos, embalses o cualquier otra forma de almacenamiento de agua. Incluso, es compatible con cualquier sistema de bombeo y con distintos modos de riego de cultivos. Más aún, al incorporar el riego solar inteligente, mediante el uso de tecnologías de la información, es factible sincronizar la disponibilidad energética con los requerimientos. Dicha sincronía permite activar el riego en distintos sectores en las horas de mayor irradiancia. Así como también monitorizar el riego, para obtener una gestión eficiente del agua y la energía.

Agrovoltaica

La agrovoltaica también es otra vertiente en los usos de la energía solar en el sector primario. Se trata de la sinergia entre la energía solar fotovoltaica y la agricultura en la que ambas intercambian beneficios. Por un lado, la sombra que proveen los paneles solares en terrenos cultivables libra a muchos tipos de plantas del exceso de radiación solar. Esta sombra ayuda a controlar la irradiancia sobre las plantaciones y reduce sus consecuencias negativas. En el mismo momento, este efecto disminuye significativamente el consumo de agua, ya que esa sombra hace que el terreno conserve la humedad. Así es posible proporcionar una hidratación adecuada a los cultivos.

En compensación, los cultivos protegidos por las placas solares generan humedad mediante su proceso de transpiración natural. Esto beneficia el funcionamiento de los paneles, siendo más eficientes a bajas temperaturas.

Energía solar en ganadería y minería

En este ámbito, las granjas ganaderas y avícolas también pueden garantizar el bienestar de los animales destinados a la producción de alimentos con energía solar; sobre todo para lograr condiciones de calidad del aire, climatización e iluminación durante veranos e inviernos extremos. Por otro lado, los equipos de ordeño, neveras y tanques de frío necesitan suministro eléctrico constante. Cualquier error eventual de la red compromete la conservación de los alimentos.

Las empresas mineras también están optando por el autoconsumo con energías renovables. Con esto, obtienen una doble ventaja. Por un lado, disminuye el coste de los procesos de extracción de minerales, y por el otro reduce el enorme impacto ambiental de esta actividad. Aún son pocas las plantas fotovoltaicas que proveen energía en minas a  nivel mundial, pero su contribución es necesaria para sustituir el empleo de diesel. En concreto, se espera que renovables como la solar aporten el 8% de la energía necesaria para la minería en 2022.

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