¿Qué es la energía solar? Tipos, ventajas y aplicaciones

La energía solar es aquella que recibe nuestro planeta, todos los días, procedente del Sol, y cuyas aplicaciones van desde la fotosíntesis de las plantas, la electricidad con energía fotovoltaica y calor con la solar térmica y la termosolar con el uso de paneles solares y concentradores.

Quizá tu eres una de esas personas que esté pensando en usar energía solar en su hogar para ahorrar en el consumo eléctrico y, quizá, te estés preguntando ¿La energía solar se puede utilizar en cualquier casa?, ¿Qué beneficios y aplicaciones tiene?, en este artículo trato de darte respuesta a esas cuestiones y otras muchas, como los tipos de tecnología solar que existen, ventajas de la energía solar, aprovechamiento de la energía del sol de múltiples maneras, etc.

¿Qué es la Energía Solar?

La energía solar es una fuente de energía renovable que llega hasta nuestro planeta en forma de radiación electromagnética (fotones) procedente del Sol.

¿Cómo es el Funcionamiento de la Energía Solar?

Esta energía se produce en el Sol a partir de reacciones nucleares de fusión. Es decir, los protones de los átomos de hidrógeno chocan violentamente unos con otros y se fusionan en un nuevo átomo, de helio, y esto provoca una enorme liberación de energía. La temperatura en la superficie del sol, que se genera por este proceso de fusión, puede llegar hasta los 4 millones de grados celsius.

Es, por tanto, un tipo de energía renovable que se crea en el sol, y otras estrellas similares al sol, se irradia, en forma de ondas (radiación electromagnética) y partículas (fotones) en todas direcciones a través del sistema solar. Esta energía es la que calienta la Tierra, provoca los vientos, el clima y, en definitiva, el sustento de la vida en la tierra.

¿Cuánta Energía Solar Recibimos cada día?

De hecho, la tierra recibe diariamente 173.000 teravatios de energía, de la cual, si descontamos las pérdidas en la atmósfera, por las nubes el agua y la nieve, la energía aprovechable sería de 1.367W/m2, que es la llamada constante solar.

Ten en cuenta que la constante solar es el valor de la intensidad de radiación solar (energía recibida del sol) sobre una superficie situada por encima de la atmósfera terrestre y perpendicular a los rayos del Sol. Es decir, no es la que llega a la superficie terrestre.

¿Qué Ventajas tiene Utilizar Energía Solar?

1. Energía Renovable: La energía solar es una fuente inagotable mientras el sol continúe brillando, lo cual la convierte en una solución ideal para reducir la dependencia de combustibles fósiles.
2. Impacto Ambiental Mínimo: Al generar electricidad a partir del sol, la energía solar produce cero emisiones de gases contaminantes, contribuyendo significativamente a la lucha contra el cambio climático.
3. Reducción de Costos Energéticos: A largo plazo, los sistemas solares ofrecen una reducción considerable en las facturas de electricidad. Además, los avances tecnológicos y las economías de escala continúan reduciendo los costos de los paneles solares.
4. Incremento del Valor de las Propiedades (viviendas, edificios...): Las instalaciones solares pueden aumentar el valor de mercado de las propiedades, haciéndolas más atractivas para los compradores potenciales.
5. Independencia Energética: Al invertir en energía solar, los hogares y negocios pueden alcanzar una mayor independencia de la red eléctrica, lo cual es especialmente valioso en áreas propensas a cortes de energía o con infraestructura eléctrica deficiente o muy dependientes de fuentes fósiles.

¿Qué Desventajas tiene Utilizar la Energía Solar?

A pesar de sus beneficios, la energía solar también presenta ciertos retos:

1. Costo Inicial Elevado: La inversión inicial necesaria para la instalación de sistemas solares puede ser prohibitiva para algunos usuarios, aunque esto se mitiga con el tiempo mediante el ahorro en consumo de energía.
2. Intermitencia: La producción de energía solar es intermitente y depende de la luz solar, lo cual puede ser problemático durante días nublados o en la noche, requiriendo sistemas de almacenamiento de energía para una eficiencia continua.
3. Necesidad de Espacio: Los paneles solares requieren una superficie considerable para instalarse, lo que puede limitar su uso en áreas urbanas densamente pobladas o en propiedades con espacio limitado.
4. Impacto Estético: Algunos pueden considerar que los paneles solares afectan negativamente la estética de los edificios o paisajes naturales.
5. Mantenimiento: Aunque generalmente bajo, el mantenimiento de los paneles solares es crucial para asegurar su eficiencia y prolongar su vida útil.

¿Qué es la Energía Solar Fotovoltaica?

Una de las opciones de energía limpia que se está imponiendo en todo el planeta es la energía fotovoltaica que sirve para generar electricidad y ahorrar en el consumo eléctrico.

¿Cómo Funciona la Energía Solar Fotovoltaica?

La energía solar fotovoltaica procede de la conversión de la energía procedente del Sol en electricidad. Esto ocurre gracias al efecto fotoeléctrico que se produce gracias al silicio que compone las células solares y que incorporan los paneles solares que se utilizan para este desempeño de electricidad.

Esta electricidad puede ser utilizada de inmediato (autoconsumo fotovoltaico), o ser almacenada en baterías o devuelta a la red eléctrica para compensar como excedentes de energía.

¿Cuáles son Ventajas de la Energía Fotovoltaica?

1. Sostenibilidad: La energía fotovoltaica es una fuente limpia y renovable, que reduce la dependencia de combustibles fósiles y disminuye la emisión de gases de efecto invernadero.
2. Reducción de costos a largo plazo: Aunque la instalación inicial tiene un costo elevado, los paneles solares tienen bajos costos de mantenimiento y pueden generar ahorros significativos en la factura eléctrica.
3. Versatilidad y escalabilidad: Los sistemas fotovoltaicos pueden ser instalados en una variedad de ubicaciones, incluyendo techos y terrenos no utilizados, y son escalables según las necesidades energéticas del usuario.

¿Cuáles son las Desventajas de la Energía Fotovoltaica?

1. Coste inicial alto: La inversión inicial en paneles solares y su instalación puede ser considerable, aunque los costos están disminuyendo gradualmente.
2. Intermitencia: La producción de energía depende de la luz solar, lo que significa que es variable con el clima y la hora del día, y puede requerir sistemas de almacenamiento de energía (baterías) o respaldo para garantizar una fuente continua de electricidad (conexión a red).
3. Uso de espacio: La instalación de paneles solares requiere una superficie considerable para ser efectiva, lo que puede ser un desafío en áreas urbanas densamente pobladas o en sitios con limitaciones espaciales.

» Más información: ¿Qué es la energía solar fotovoltaica?

¿Qué es la Energía solar Térmica?

La energía solar térmica es, al igual que la energía eólica, la fotovoltaica o la biomasa, una fuente de energía renovable y se utiliza generalmente para calentar agua (ACS y calefacción), es por lo tanto, lo que se podría denominar un calentador solar mediante el uso de captadores solares térmicos. Es de aplicación tanto en viviendas como en empresas.

¿Cómo Funciona la Energía Solar Térmica?

Un panel solar térmico tiene en su interior un tubo que lo recorre y por el que circula agua con anticongelante o algún fluido portador de calor, al recibir la radiación solar, el líquido se calienta y puede utilizar esa energía (calor) para diferentes aplicaciones.

¿Qué Ventajas tiene la Energía Solar Térmica?

• La energía solar térmica es más eficiente que la energía solar fotovoltaica y, de hecho, pueden tener una eficiencia del 70% mientras que en la fotovoltaica rara vez encontramos paneles solares de más eficiencia que 21-22%.
• La tecnología es menos compleja que la fotovoltaica.
• Es una solución óptima para el calentamiento de agua (agua caliente solar).

¿Qué Desventajas tiene la Energía Solar Térmica?

• La energía solar térmica posee menos aplicaciones que la fotovoltaica. Generalmente son placas solares para calentar agua, bien para "agua caliente sanitaria (o ACS)" y calefacción solar.
• Su mantenimiento es más complejo que los fotovoltaicos, entre otras cosas, por su exposición a la corrosión implícita a su funcionamiento.
• Otra consecuencia de su uso para agua caliente solar es que, debido también a la corrosión, su esperanza de vida no suele superar los 10 años.

¿Qué Situación de Mercado actual tiene la Energía Solar Térmica?

Debido a la expansión fotovoltaica, a su reducido precio y su multitud de aplicaciones (incluido calentar agua), la térmica está perdiendo aplicación en favor de su hermana fotovoltaica.

¿Cómo se llaman los Tipos de Radiación Solar aprovechable?

La cantidad de radiación solar recibida en la Tierra, tiene distintos tipos y varía según si el objeto que la recibe varía su inclinación, orientación.

Debido a la forma esférica de la tierra y a al eje de rotación, esta energía no se recibe en igual cantidad en todos los puntos de la tierra.

El Sol describe cada día un arco sobre la bóveda celeste, desde el orto hasta el ocaso, cuya longitud, elevación y duración en el tiempo son distintas cada día y en cada latitud geográfica del planeta. Es decir, Mientras en zonas ecuatoriales, la radiación es mayor, en las zonas polares, es menor. Y esto también se aplica al transcurso de los días.

Para una latitud de, por ejemplo 40ª (caso de España) el día más largo del año el Sol luce durante casi 15 horas, mientras que en el día más corto apenas supera las 9 horas. Este dato es fácil de obtener con tablas y bases de datos que existen en la actualidad, como la que puedes encontrar en el PVGIS.

Radiación solar de Albedo o reflejada:

Es la fracción de la irradiancia solar que es reflejada por una superficie. Es decir, cuando una superficie refleja parte de la radiación y esta es aprovechable. Es un ejemplo de uso de este tipo de radiación los paneles solares bifaciales.

Radiación solar Directa:

Es la radiación que que llega a una superficie sin haber sufrido dispersión en su trayectoria a través de la atmósfera.

Radiación solar Difusa:

Es la radiación que recibe una superficie después de sufrir múltiples desviaciones en su trayectoria al atravesar la atmósfera, o después de ser reflejada en múltiples direcciones por las superficies donde previamente haya incidido.

Radiación solar Global:

Es la suma de las radiaciones anteriormente descritas. La Directa, más la Difusa más la de albedo.

A partir de los valores de la irradiación sobre el plano horizontal, es posible calcular la irradiación sobre una superficie inclinada, de este modo se puede calcular fácilmente (por ejemplo con programa de ordenador) la cantidad de energía solar incidente sobre cualquier superficie, como los paneles solares.

Dicha cantidad, evaluada mes a mes o para distintas épocas del año, constituye, el procedimiento para el dimensionado de un sistema de paneles solares.

¿Qué tipos de Aplicaciones tiene la Energía Solar?

El autoconsumo como vector de la transición energética:

Si hay una aplicación de la energía fotovoltaica que destaca sobre todas las demás es el el autoconsumo fotovoltaico. Este consiste en generar tu propia energía, en el mismo punto de consumo, por ejemplo en el tejado de una vivienda, y aprovechar esa energía autogenerada para consumo propio y un ahorro directo en la factura de la luz.

>> Más información sobre autoconsumo fotovoltaico

Energía solar para alumbrado público:

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.

Energía solar ara bombeo de agua:

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.

Energía solar para coches eléctricos:

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.

Energía solar 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.

Energía solar para aviones:

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.

Energía solar para bicicletas eléctricas:

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.

Energía solar para barcos:

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.

Energía solar para teléfonos móviles y otros aparatos portátiles

Ya existen modelos de teléfonos, 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.

Energía solar para aerotermia:

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

¿Qué Otros Tipos de Energía Solar existen?

Pero no solo la solar fotovoltaica y la térmica son los tipos de energía solar que existen, sino que también se presentan otros tipos de energía solar como son:

Energía solar de concentración (CSP) o Termosolar:

Las plantas de energía termosolar (o solar termoeléctrica) se implantan en grandes superficies de terreno y utilizan espejos para concentrar la energía del sol en una torre principal, donde, por la concentración del calor generado por la luz solar proyectado desde los espejos, se accionan turbinas o motores de vapor que crean electricidad.

Se puede entender como un "híbrido" entre solar térmica (por que usa el calor para activar las turbinas) y solar eléctrica (por qué esas turbinas generan a su vez electricidad).

Una gran ventaja es que la energía térmica concentrada en una central termosolar puede almacenarse, durante un tiempo, y utilizarse para producir electricidad cuando se necesite, de día o de noche.

Energía solar Pasiva:

La arquitectura basada en el uso de la energía solar pasiva aprovecha el emplazamiento, el clima y los materiales de un edificio para minimizar el uso de energía. Una casa solar pasiva bien diseñada, reduce los consumos de calefacción y refrigeración de la vivienda mediante estrategias de eficiencia energética con energía solar.

Aún teniendo muchas ventajas, es muy importante evitar el sobredimensionamiento de los ventanales orientados al sur y asegurarse de que éstos estén debidamente sombreados en primavera y verano para evitar el sobrecalentamiento y el aumento de las cargas de refrigeración en dichas estaciones.

» Más información: ¿Qué es la energía solar pasiva?

¿Qué Empresas de Instalación de Energía Solar hay en España?

A mayores de los tipos de energía solar que existen y algunas de sus aplicaciones que hemos descrito en el artículo, es también importante destacar la labor de los profesionales instaladores de energía solar en España.

Siendo un sector relativamente joven, el aumento de empresas dedicadas a la instalación de energía solar no ha parado de crecer los últimos años, amparadas en parte por el panorama tan favorable que supone el autoconsumo fotovoltaico en España.

A tal respecto, nuestra empresa, como proveedor de soluciones de energía solar desde hace más de 15 años, podemos ponerte en contacto con empresas instaladoras de placas solares en España con gran trayectoria y reputación si estás pensando en instalar energía solar en tu hogar o empresa.