Energia Solar
Que es la Energia Solar?
El 1878 vam descobrir l'efecte fotovoltaic de la ma d'Alexander Edmond Becquerel, un físic francès que estudià l'espectre solar, el magnetisme, l'electricitat i l'òptica.
La energia solar es un tipus d'energia renovable amb un gran potencial al nostre pais, donada la elevada quantitat d'hores de radiació solar de les que disposem cada any. Tot i haver estat amenaçada durant els darrers anys per el peatge al sol imposat per el govern espanyol, que fins a finals del 2019 no s'ha eliminat, sembla que comença a remuntar davant l'interès creixent d'empreses, usuaris i governs.
Els combustibles fòssils s'esgoten i la contaminació, així com els efectes d'aquesta a la natura, cada vegada son mes evidents, i per molt que les grans companyies, lobbies i alguns governs vulguin negar-ho, la societat va prenent consciencia i les energies renovables cada vegada van agafant mes importància.
Conceptes bàsics
La radiació solar proporciona llum, calor, genera corrents d'aire creant corrents de vent, intervé en la fotosíntesis permetent el creixement de la vegetació, i intervé en el cicle de l'aigua evaporant-la per tal que després esdevingui pluja o neu; per tant, podem dir que de les energies renovables, la solar es la mes universal de totes, i que a més, directament es part fonamental d'altres energies renovables com la solar tèrmica als col·lectors solars, la solar passiva mitjançant estratègies arquitectòniques passives i la generació fotovoltaica , i indirectament, d'altres com la hidroelèctrica o la eòlica.
Els beneficis d'utilitzar la energia solar son:
-
reduir el consum d'energies convencionals no renovables
-
reduir la contaminació del medi ambient (no produeix CO2 ni contaminació ambiental durant la recol·lecció)
-
no produeix contaminació acústica
-
no depen d'un combustible
-
creació de nous llocs de treball
-
vida útil de 20 anys o superior
-
autonomia de la xarxa elèctrica de les instal·lacions en poblacions aïllades (amb la instal·lació de bateries)
-
possibilitat d'instal·lació a les vivendes dins dels propis pobles i ciutats
-
evitar la sobregeneraciò i pèrdues en el transport (si s'instal·la al lloc de consum o es compensa)
Per contra, alguns dels seus aspectes negatius son:
-
rendiments molt baixos
-
necessiten d'un manteniment constant (sinó en baixa el rendiment)
-
pot causar un impacte visual negatiu (opinions subjectives)
-
afectar al ecosistema de la zona si no s'integra de forma adequada
-
necessitat de protecció davant la legionelosis en els acumuladors per ACS de les centrals tèrmiques
-
la utilització de productes químics perillosos en les bateries per l'emmagatzematge d'electricitat
En que consisteix l'efecte fotovoltaic?
L'energia solar fotovoltaica es basa en la captació de la radiació solar directa principalment i indirecta o difusa en menor mesura.
La quantitat d'energia captada per un panell de cèl·lules fotovoltaiques depen tant de les condicions meteorològiques com de la seva orientació respecte dels raigs del sol, als quals hauria d'estar perpendiculars per aconseguir-ne el màxim aprofitament possible.
La transformació de la energia solar en energia elèctrica es deu a l'efecte fotovoltaic. Aquest efecte converteix la llum en electricitat mitjançant la utilització d'un material que absorbeix els fotons de llum (energia) i posteriorment emet electrons. Aquest electrons es desplacen intercanviant posicions i produint una corrent elèctrica.
Aquesta mobilitat dels electrons, depen del tipus d'enllaç entre els àtoms de cada material al formar les estructures dels diferents materials.
Els materials utilitzats en la fabricació dels mòduls de les cèl·lules fotovoltaiques son semiconductors com el silici, que es el que capta la radiació solar (fotons) i alliberen electrons, els quals circulen permanentment pel material, degut a la presencia del camp elèctric.
Aquest camp elèctric es genera al combinar a la cèl·lula fotovoltaica, dues capes de material semi-conductor, però amb una càrrega elèctrica oposada a cada capa. Un conductor extern, permet el flux d'electrons d'una capa a les altres, quan la cèl·lula rep radiació, produint així un corrent elèctric.
Quins altres usos se li donen a la energia solar?
Existeixen altres maneres d'utilitzar la radiació solar basades en l'aprofitament de les radiacions solars per escalfar un fluid; i o be, aprofitar-lo per obtenir algun tipus de calefacció i/o Aigua Calenta Sanitària (ACS), o be, i a mes gran escala, per obtenir electricitat a partir d'un alternador.
Energia solar tèrmica
La energia solar tèrmica es un sistema de captació de radiacions solars tèrmiques de baixa temperatura que es basa en transferir la energia calorífica del sol a un líquid a través d'una placa solar tèrmica i utilitzar-lo, mitjançant un intercanviador de calor, per pre-escalfar l'aigua generalment per a ús domèstic de ACS i/o calefacció.
Energia termosolar o termoelèctrica
El seu funcionament es similar al d'una central tèrmica de gas o carbó, però en lloc de cremar combustibles fòssils i contaminants, s'utilitza la radiació solar per crear electricitat de forma indirecta (no com la solar fotovoltaica o la tèrmica que son directes).
Consisteixen bàsicament en l'aprofitament de la radiació solar, concentrant-la mitjançant la utilització de miralls, amb la finalitat d'escalfar un fluid per generar vapor, moure una turbina i transformar la energia cinètica en electricitat a través d'un alternador mitjançant fenomens d'inducció electromagnètica.
Depenent de com es concentra la energia del sol, existeixen principalment 3 tipus de centrals solars termosolars o termoelèctriques:
Utilitza un conjunt de miralls orientables (heliòstats) que concentren els raigs solars en un receptor situat en una torre.
Les primeres centrals experimentals es van construir a Almeria (Espanya) i Nio (Japó) al 1981.
CENTRAL de DISC PARABÒLIC
Utilitza un mirall amb forma de disc parabòlic que concentren els raigs solars en un motor Stirling situat al focus de la paràbola.
El calor acumulat eleva la Tª del aire activant el motor i movent una turbina mitjançant la qual es genera la electricitat.
La planta de discs parabòlics mes coneguda es la de Mojave (EEUU).
