¿Qué aplicaciones tiene la energía solar?

aplicaciones de la energia solar

La energía solar es una fuente sostenible e inagotable de energía de la que todavía no aprovechamos todo su potencial. Permite que los recursos del planeta se utilicen eficazmente, teniendo en cuenta la conservación medioambiental. Esta forma de energía limpia es una alternativa al uso de tecnologías no renovables, incluyendo los combustibles fósiles o la energía nuclear.

Solemos a encasillar los usos de la energía generada por los paneles solares con aplicaciones domésticas, pero durante estos años se han realizado diversos estudios en otras áreas como el transporte, la agricultura, el alumbrado público o incluso en el sector textil, para aprovechar la energía procedente del sol como vía de ahorro energético.

Veamos entonces qué aplicaciones tiene la energía solar, más allá de las que todos y todas conocemos.

Uso de paneles solares en viviendas

Suministro instalación para autoconsumo de 5.2kW en Orense

Cada vez más personas optan por instalar paneles solares para sus casas, aprovechando la inagotable energía del sol, lo que minimizará la dependencia del consumo de electricidad a través de la red, ahorrará energía en casa en la factura de la electricidad y contribuirá a la protección del medio ambiente.

El número de módulos instalados dependerá de la cantidad de energía utilizada y de la superficie habilitada del tejado. También afectará la orientación e inclinación de los paneles solares con el objetivo de generar la mayor cantidad de energía del sol posible cuanto mejor orientación e inclinación.

El uso de paneles solares para viviendas abarca una amplia variedad de opciones. Normalmente vinculamos su uso a actividades relacionadas con la iluminación o los electrodomésticos, pero también tenemos otras aplicaciones relacionadas con la calefacción o el agua caliente. Es decir, la instalación de paneles solares nos traería grandes beneficios por las ventajas que tiene la energía solar.

Podemos encontrar entre los usos más comunes de los paneles solares para el hogar:

  • Los electrodomésticos...
  • Calefacción y agua caliente (ACS).
  • Climatización
  • Calefacción por suelo radiante
  • Piscina
  • La iluminación exterior, como en un invernadero

Calefacción y agua caliente (ACS):

Para esta aplicación, la radiación solar recogida por los paneles solares térmicos calentaría el agua para uso general en el hogar, y para la calefacción a baja temperatura.

Gracias al alto número de horas de sol que tenemos en España, optar por una instalación de paneles solares para calentar agua es una opción muy rentable que minimizará la dependencia del gas y que ayuda a mantener un entorno más limpio.

Y, ¿cómo funcionan los paneles solares para producir agua caliente? Utilizan la radiación solar para calentar el aire o un fluido y luego transmiten el calor al agua contenida en un acumulador o depósito. De esta manera podremos hacer un uso más efectivo de la energía y un ahorro sustancial en la factura de electricidad y de gas.

El problema con estas instalaciones es que ocupan el espacio disponible en el tejado de la vivienda y solamente se pueden utilizar para ese cometido. Sin embargo, los paneles fotovoltaicos también pueden utilizarse para calentar agua (mediante resistencia en depósito) y tiene muchas más aplicaciones, por lo que cada día se utilizan más que los paneles térmicos.

La calefacción es otra de las muchas maneras en que la energía solar puede ayudarnos a mejorar la eficiencia de nuestro hogar.

La instalación de paneles solares para la calefacción permitiría hasta el 70 por ciento de ahorro de energía asociado.

Todas las instalaciones que se utilicen para calentar la casa deben estar equipadas con un intercambiador de placas, un dispositivo esencial en los sistemas de aire acondicionado que transfiere calor entre los fluidos, aumentando o disminuyendo la temperatura de cualquiera de los espacios.

Estos son algunas de las aplicaciones más habituales de los paneles solares para calefacción:

  • Bomba de calor
  • Suelo radiante
  • Calentamiento por convección

Los costes de mantenimiento son muy bajos. Es importante, sin embargo, llevar a cabo revisiones anuales del tanque de acumulación y mantener las gomas aislantes en buen estado para que siempre sea posible una rentabilidad óptima. También mantener la superficie de los paneles solares limpia para que no afecte a la eficiencia de la instalación.

Suelo radiante con paneles solares:

Los avances tecnológicos desarrollados en la energía solar han permitido que sus usos se multipliquen significativamente en varios sectores. Este es el caso de los suelos radiantes que consiguen desplazar el papel tradicional de los radiadores.

Como el sistema de calefacción más efectivo y eficiente, el suelo radiante se está consolidando en detrimento de los radiadores.

Para comprender las mejoras que pueden crear los suelos radiantes con paneles solares, pondremos en perspectiva el funcionamiento de los radiadores convencionales, discutiendo los puntos débiles de este método.

El radiador típico que todos conocemos, calienta sólo la capa de aire que está en contacto con el suelo, de modo que el aire caliente sube hacia arriba y permanece la parte superior sin circular suficientemente por la habitación.

En particular, si queremos que nuestra casa esté lo suficientemente caliente para lograr un confort óptimo, la temperatura de impulsión hacia los radiadores suele estar en torno a los 70ºC.

En comparación, la calefacción por suelo radiante funciona a la inversa, es decir, el calor se transmite desde el suelo y se distribuye uniformemente por toda la casa. En este caso, para alcanzar la temperatura deseada es suficiente que el agua que circula por el circuito del suelo radiante esté a unos 40ºC.

Todo esto conduce a un ahorro energético importante, haciendo que el sistema de calefacción por suelo radiante sea más común que los radiadores tradicionales.

Para aerotermia:

La combinación de la aerotermia con paneles solares permite controlar la temperatura de la casa utilizando recursos naturales renovables.

La energía aerotérmica proviene del aire para obtener agua caliente y alcanzar la temperatura óptima según la estación del año, lo que permite bajar la temperatura en el verano y la temperatura perfecta para alcanzar el máximo confort en el invierno.

La aerotermia funciona a través de una característica integral, la bomba de calor aerotérmica. Su propósito es extraer la energía del aire y transportarla al circuito de la casa, logrando una alta eficiencia energética del dispositivo desde un enfoque centrado en el medio ambiente y la sostenibilidad.

Además, si la equiparamos con otros sistemas de aire acondicionado, es capaz de lograr un ahorro del 60 por ciento. Estos datos le permiten ganar posiciones y posicionarse como una alternativa más a la energía renovable.

Uso de paneles solares para piscinas:

Mantener una piscina climatizada es un costo razonablemente alto de electricidad que puede ser compensado gracias a la energía del sol. La instalación de paneles solares para piscinas permitiría aprovechar los rayos del sol para calentar el agua y disfrutar del baño durante prácticamente todo el año, lo que lo convierte en una opción mucho más respetuosa con el medio ambiente y beneficiosa para el planeta.

Además, no olvidemos, el mayor ahorro de energía que lograremos puesto que esos mismos paneles se podrán utilizar para otras aplicaciones en la vivienda.

 

Alumbrado público utilizando paneles solares:

Farola solar

Los municipios españoles están empezando a incorporar la energía solar en el alumbrado público, lo que permitirá iluminar carreteras, zonas urbanas, viviendas, actividades al aire libre o incluso pasos de cebra.

La iluminación se crea mediante el uso de dispositivos conocidos como luminarias o farolas solares.

Estas "farolas solares" consisten en tres elementos:

La batería se carga durante el día, y esa energía almacenada se utiliza en electricidad para la lámpara LED que funciona durante la noche.  De esta manera se logrará un importante ahorro de energía.

Por ejemplo, el municipio de Estepona ha conseguido ahorrar 160.000 euros al año en energía eléctrica mediante la instalación de paneles solares en el alumbrado público y una reducción sustancial del 20% en el consumo de electricidad.

 

Regar con paneles solares:

El riego solar ha llegado para quedarse, y hará un cambio mundial en el sector agrícola. El funcionamiento del sistema es exactamente el mismo que el del riego convencional, con la única diferencia de la fuente de energía que alimenta la bomba solar proviene de los paneles.

La construcción de sistemas de riego solar con paneles solares ha permitido aprovechar una fuente ilimitada como la energía solar fotovoltaica, reduciendo los costos de energía y la escasez de agua.

La energía solar en el transporte

El uso de la energía solar en el transporte está todavía en proceso de desarrollo, pero su uso ya se puede encontrar en coches y caravanas eléctricas o incluso en el transporte público, como autobuses y trenes solares.

Paneles de coches eléctricos solares

Uno de los mayores problemas a los que nos enfrentamos actualmente en el sector del automóvil es la energía. La dependencia de la necesidad de repostar el coche eléctrico en las propias instalaciones de recarga y el origen incierto de la fuente, ha llevado a muchos fabricantes a desarrollar nuevos diseños utilizando la energía solar, fomentando la transición a una mayor sostenibilidad para poder llevar al mercado a medio plazo coches con paneles solares.

Y, ¿cómo superar la dependencia de la batería? La solución está en los vehículos eléctricos y los paneles solares. Generalmente, estos paneles se montan en el techo del coche eléctrico, y la energía se almacena en la batería o se transfiere directamente al motor.

La instalación no sólo se limita al techo gracias a las células solares de 0,03 mm de espesor producidos por las marcas de automóviles, sino que también permite montarlos en otras superficies del automóvil, como el capó u otras zonas de la carrocería, conservando la estética y la resistencia a los posibles impactos.

A pesar del enorme potencial que ofrecen los paneles solares fotovoltaicos para cargar los coches eléctricos, debido a la persistente falta de luz solar, serán ineficientes en algunas carreteras y los vehículos todavía tendrían que depender de sistemas de carga eléctrica. Para ello también existen estaciones donde cargar coches eléctricos, que están alimentadas por paneles solares.

Algunos fabricantes venden actualmente kits de paneles solares para el hogar que incluyen enchufes que podemos utilizar para cargar los coches eléctricos, fomentando así el uso de la energía solar y el autoconsumo.

Paneles para caravanas:

Los paneles solares también se adaptan a los vehículos más grandes, donde es más frecuente su uso. Los paneles solares son una muy buena inversión para los amantes de la carretera, que quieren viajar en una caravana y quieren ser autosuficientes, para lograr autonomía e independencia energética, produciendo electricidad gratis dondequiera que vayan.

En la actualidad, los paneles solares ya están montados en casi todas las autocaravanas compradas en España, un factor que ha cobrado importancia en los últimos años. Sin embargo, muchos de los usuarios no conocen el número de paneles necesarios para soportar los largos viajes, en los que prácticamente todo el consumo se realiza en el coche, como la propia carga de la batería o los elementos de carga del smartphone, la luz o los electrodomésticos.

Normalmente los paneles solares más comunes para caravanas son de 12V, pero la instalación de uno u otro tipo de energía dependerá esencialmente del uso.

Aviones con paneles solares:

El sector de la aviación también se ha tomado muy en serio la batalla contra el cambio climático. Las nuevas tecnologías han permitido mejorar las baterías y los sistemas de carga, de modo que la electricidad generada por el sol en las aeronaves es una posibilidad que veremos en un futuro próximo, ya sea para vuelos comerciales o privados.

La gente es cada vez más consciente de cómo contribuimos a un mundo más próspero a través de nuestros actos, donde la preocupación por el medio ambiente juega un papel muy importante, y es que no debemos olvidar que un avión emite hasta 391 gramos de CO2, es decir, 50 veces más emisiones por kilómetro y pasajero que un tren.

Aproximadamente el 4% de los gases de efecto invernadero, según la Comisión Europea, provienen de los vuelos que han aumentado en el continente europeo. Por ello, los fabricantes de aviones están creando nuevas tecnologías que apuestan por las energías renovables del futuro, haciendo hincapié en el uso de la energía solar.

Empresas europeas como Airbus han producido prototipos de aviones con paneles solares en todo su cuerpo, que funcionan sólo con energía solar y que consiguen mantenerse en el aire durante unos 26 días. Esta aeronave está planeada específicamente para viajes no tripulados, pero la investigación de fórmulas para vuelos comerciales alimentados con paneles solares fotovoltaicos está en plena vorágine.

Bicicletas eléctricas con paneles solares:

El número de bicicletas eléctricas aumenta cada día, sobre todo en las grandes ciudades, en los últimos años y podría superar los 300 millones en 2023, es decir, un 50 por ciento más que en el año 2019.

La bicicleta eléctrica y la energía solar son dos conceptos que encajan perfectamente. La energía solar juega un papel muy importante en este aspecto porque puede resolver el problema de la carga y aprovechar la luz solar para el alimentar la batería del vehículo, instalando paneles solares en la superficie de la bicicleta eléctrica.

Existen modelos desarrollados por empresas del sector que incluyen pantallas de LED, que nos permiten conocer el estado de la batería y otros datos relacionados con el trayecto. Algunas bicicletas eléctricas están equipadas con soporte de pedaleo (ayuda al usuario a hacer menos esfuerzo al pedalear), y pueden superar los 25 km/h.

bicicleta eléctrica con células solares en las ruedas

También existen empresas en Holanda, el segundo país europeo en el uso de bicicletas, han desarrollado un paquete que permite la carga rápida de las bicicletas eléctricas con energía solar. Además, se montan células solares en los neumáticos de la bicicleta con el fin de cargar la batería mientras estamos en movimiento.

Paneles solares para barcos:

paneles solares instalados sobre cubierta de barco

Las personas que tienen un barco de vela o de motor disponible también pueden montar paneles solares para sus buques, aprovechando la capacidad de la energía solar. Esta es una opción muy recomendable, y que de hecho está muy extendida, porque permitirá lograr una mayor autonomía, reduciendo la necesidad de parar en puertos con menos frecuencia y aumentando el tiempo de permanencia en el mar.

Como en cualquier otro medio de transporte, es importante conocer el consumo  que tendrá el barco, y así conocer el número de paneles solares que serán necesarios en función de las necesidades energéticas de cada caso particular.

Los elementos necesarios para la instalación de los paneles solares en los barcos son:

En la parte más alta de la cabina del barco podemos montar los paneles solares, pero hay una alternativa cada vez más común y utilizada por los propietarios de barcos: los paneles solares flexibles.

Paneles solares para teléfonos móviles y otros aparatos portátiles

teléfono móvil con panel solar para cargar batería

¿Cuál sería la primera molestia que te vendría a la mente cuando piensas en los teléfonos inteligentes? Seguramente estás pensando en la batería, y es que este factor disminuye su duración año tras año, permitiéndote usar el móvil durante 1 día o como máximo 2 sin necesidad de cargarlo.

En España, el uso de los móviles tiene una media de 2 horas y 16 minutos al día, que se ha incrementado en el confinamiento en 2 horas y 18 minutos, llegando a un uso diario de 4 horas y media. La batería se agota en un tiempo récord, debido a la cantidad de aplicaciones y funciones que usamos en nuestros smartphones. No están diseñados para soportar nuestro uso de ellos.

Pero hay nuevos modelos innovadores y respetuosos con el medio ambiente que aún están en desarrollo y que serán una solución perfecta en un futuro próximo, incluyendo paneles solares en la parte posterior del smartphone, con el objetivo de resolver el problema de la batería y así disfrutar de una mayor autonomía.

La energía solar no sólo puede llegar a los teléfonos móviles, sino también a otros aparatos como ordenadores portátiles, ordenadores, relojes inteligentes e incluso altavoces de música.

 

José Alfonso Alonso Lorenzo

José Alfonso Alonso Lorenzo

Profesional Fotovoltaico desde 2006.

  • Ingeniero técnico Industrial por la Escuela Politécnica de Ferrol.
  • Experto en Solar Fotovoltaica por el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas de Madrid en 2009-2010.
  • Experto Profesional en Energía Fotovoltaica, por la UNED 2010-2011.
  • Gerente y Responsable de Compras en SunFields Europe desde 2010.
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