¿Qué es la energía solar?: Tipos y Beneficios en España

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Energía solar: térmica y fotovoltaica

La energía solar nos permite obtener electricidad y calor de forma completamente gratuita y renovable. En España, esta energía puede ser generada en nuestro hogar y supondrá el futoro de las energías renovables gracias a las ventajas que tiene.

¿Qué es la energía solar?

Se denomina energía solar a la energía de origen renovable que obtenemos gracias a la radiación electromagnética del Sol. Esta energía se transformará en energía térmica o eléctrica mediante placas solares fotovoltaicas o placas solares térmicas y será utilizada en nuestro día a día. Esto nos permite reducir nuestra dependencia del consumo de la red eléctrica y el gas natural.

Solo un 50% de radiación solar emitida es absorbida por la superficie terrestre y el océano mientras el resto, es reflejada por la atmósfera, las nubes, el suelo y el mar. A esta energía que incide sobre la superficie, se la denomina irradiancia, se mide en W/m2 y puede ser utilizada para producir energía.

  • Tipos de radiación solar
  • Radiación solar directa: Es la radiación que nos llega directamente desde el sol, atravesando la atmósfera y sin reflejarse sobre ninguna superficie. Puede concentrarse para su utilización
  • Radiación solar difusa: Es la radiación recibida por los fenómenos de reflexión solar y refracción solar de la atmósfera y las nubes.

Es la principal fuente de energía de nuestro planeta, emitiendo a la tierra en 1 día la energía suficiente para abastecer la demanda energética global de un año. Además, de ella dependen de manera directa o indirecta el resto de energías de la tierra excepto la nuclear, mareas y geotérmicas.

Tipos de energía solar

Tras la creciente demanda de energías renovables, cada vez son más los usos de la radiación solar. Sin embargo, destacamos tres tipos principales de energía solar en función del nuestro propósito:

Energía solar fotovoltaica

Utilizada para producir energía eléctrica, permite transformar la radiación solar en energía a través de módulos fotovoltaicos. Puede ser utilizada tanto en grandes instalaciones como en instalaciones de placas solares para autoconsumo.

Energía solar térmica

Es utilizada para calentar agua, la cual podremos utilizar tanto para cocinar como para calefacción o la ducha. Suele servir para uso higiénico y residencial.

Energía solar pasiva

Es la modalidad más antigua de las tres, y consiste en diseñar la vivienda de manera que permita maximizar la retención de calor.

La energía solar fotovoltaica se ha posicionado como la mejor alternativa para los próximos años en cuanto a energías renovables se refiere. Esta tecnología no ha parado de crecer, consiguiendo reducir los precios de los paneles solares en los últimos años en un 85%.

Energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica es la energía eléctrica producida gracias al efecto fotovoltaico producido al incidir la radiación solar sobre un panel fotovoltaico. Este tipo de energía solar es 100% renovable y nos permitirá consumir energía de forma totalmente gratuita.

  • Tipos de instalaciones fotovoltaicas
  • Instalación de placas solares para autoconsumo: están orientadas a viviendas y empresas que quieren ahorrar en su consumo energético y no suelen superar los 100 kW de potencia instalada. Aquí encontramos tanto el autoconsumo conectado a red como el autoconsumo aislado
  • Central fotovoltaica: grandes centrales de producción orientadas a abastecer medianas o grandes poblaciones. Es necesario disponer de amplios espacios donde instalar estas centrales que llegan a alcanzar los 1500 MW de potencia instalada

Los componentes principales de una instalación de placas solares son los mismos independientemente del tipo de instalación. Estos componentes son los siguientes:

  • Placas solares: generan energía eléctrica mediante la energía del sol.
  • Inversor solar: habilitan el uso doméstico y el transporte de la energía solar.
  • Batería solar: almacenan la energía solar para utilizarla en cualquier momento del día.
  • Cableado y contadores: transportan y cuantifican la energía generada.

Tipos de paneles solares fotovoltaicos

Los paneles solares están formados principalmente por silicio. la pureza de este material así como los procesos de fabricación, marcarán la calidad y el rendimiento de nuestras placas solares. Podemos encontrar tres tipos principales de placas solares:

Paneles solares monocristalinos

Tienen un rendimiento cercano al 24%, siendo el límite teórico de un 25% en 2019. La pureza del Silicio que lo forma es mayor y por tanto nos aseguran rendimientos superiores pero a su vez tienen un coste más elevado.

Paneles solares policristalinos

Tienen un rendimiento aproximado de un 18% debido a una pureza menor en cuanto al material de construcción. A pesar de tener un rendimiento menor que los paneles monocristalinos, las pérdidas cuando trabajan a altas temperaturas son menores.

Paneles solares amorfos

Tienen la mitad de rendimiento que un panel monocristalino, y su rendimiento empeora más rápidamente con el paso de los años. No se recomiendan para viviendas o grandes instalaciones.

El efecto fotoeléctrico, el cual explica el funcionamiento de las placas solares, consiste en la emisión de electrones de un material al incidir sobre él una radiación electromagnética como la radiación solar. Estos electrones son absorbidos por otro material generando una diferencia de potencial al igual que sucedería en una batería y por tanto, se genera una corriente eléctrica continua que podrá ser utilizada una vez se transforme en corriente alterna mediante un inversor solar.

Energía solar térmica

La energía solar térmica nos permite obtener calor al calentar un fluido mediante la energía procedente del sol, posteriormente, este fluido calentará el agua de la vivienda mediante un intercambiador de calor. Calentar el agua de esta manera es totalmente gratuito y podrá utilizarse para calentar la vivienda, cocinar o para el higiene personal.

¿Cómo funciona la energía solar térmica

Tipos de energía solar térmica

Energía solar térmica de baja temperatura

Esta energía se produce mediante colectores de baja temperatura, los cuales permiten alcanzar temperaturas de hasta 65 ºC a través de absorbedores de calor. Este energía en forma de calor es utilizada para el uso doméstico, permitiendo tener en nuestra vivienda calefacción solar.

Energía solar térmica de media temperatura

Se identifica colectores de media temperatura con los cuales puede generar temperaturas de hasta 300 ºC. Estos colectores funcionan mediante la concentración de energía a través de espejos, por lo que solo pueden funcionar en lugares con elevadas cantidades de radiación directa.

Energía solar térmica de alta temperatura

Utilizan colectores de alta temperatura lo que permite generar temperaturas superiores a los 500 ºC, permitiendo generar energía termosolar mediante turbinas de vapor. Algunas de las técnicas utilizadas para alcanzar estas temperaturas consisten en concentrar la energía solar mediante espejos.

Acumuladores de calor: permiten almacenar energía en forma de calor al conservar el fluido a alta temperatura. Esta energía se podrá utilizar durante la noche o en días con menor irradiación solar.

Energía solar: ventajas y desventajas

Es clara la necesidad y evidencia de que la energía solar es el futuro, sin embargo, es importante conocer los beneficios e inconvenientes de la energía solar antes de lanzarnos a hacer una instalación.

Ventajas de la energía solar

  • Energía gratuita: la energía producida es 100% gratis una vez hemos completado la instalación.
  • Subvenciones para autoconsumo: todas las comunidades en España han emitido ayudas y subvenciones para la instalación de placas solares.
  • Energía renovable: la energía producida es 100% de origen renovable y no emite gases de efecto invernadero ni ningún tipo de contaminante.
  • Disponibilidad global: la energía solar puede ser aprovechada en cualquier lugar del mundo, llegando a lugares remotos y viviendas aisladas donde el tendido eléctrico no alcanza.
  • Mantenimiento de los paneles solares es económico y sencillo. Los paneles solares durarán más de 30 años únicamente limpiando la superficie y comprobando las uniones.
  • Energía inagotable: la energía solar irradiará la tierra durante millones de años.
  • Podemos vender los excedentes de energía: en España, es posible vender a la comercializadora los excedentes fotovoltaicos con el fin de obtener una compensación en nuestra factura de la luz.
  • Los paneles solares se sitúan en espacios libres de la vivienda como el tejado.
  • Costes a gran escala son muy reducidos.
  • No produce contaminación acústica
  • Las placas solares están fabricadas con Silicio, el segundo material más abundante en la tierra después del oxígeno.

Desventajas de la energía solar

  • Inversión inicial elevada: Realizar una instalación fotovoltaica puede tardar en amortizarse más de 8 años. Para el caso de una vivienda unifamiliar, el precio de la instalación de placas solares rondará los 6000-8000 €.
  • Localización de la vivienda: las viviendas con más días soleados al año tendrán una protección solar mayor.
  • Energía variable: la energía solar no es constante, pues depende de factores meteorológicos que no podemos controlar. En días nublados la producción cae drásticamente
  • Almacenamiento de la energía: las baterías solares aún no están suficientemente desarrolladas.
  • Requiere instalación: para poder utilizar energía debemos realizar una instalación de paneles solares, lo cual suele llevar un mes desde que solicitamos un presupuesto para una vivienda
  • Limitada por el espacio: Si no disponemos de superficie libre en nuestro tejado no podremos beneficiarnos de está energía.
  • Eficiencia del panel: El rendimiento de los paneles solares no supera el 25%, a pesar de las últimas investigaciones que intentan llegar al 34%.

Por ello, la única barrera de entrada para empezar a utilizar energía solar en tu vivienda será disponer de la superficie necesaria para la instalación. El presupuesto no es un problema hoy en día dado las numerosas fuentes de financiación que existen en este sector a corto, medio y largo plazo.

Energía solar en España

España se puede volver a posicionar como referente en el aprovechamiento de la energía solar, especialmente, gracias al real Decreto sobre el autoconsumo publicado en Abril de 2019. Esta normativa elimina definitivamente el impuesto al sol, se establece una compensación por los excedentes de energía fotovoltaica para autoconsumo, y facilitan todos los trámites y permisos para las instalaciones con una potencia menor a 100 kW de potencia instalada.

Sin embargo, el entorno no siempre fue tan favorable en España. España comenzó posicionándose como uno de los países líderes en producción de energía solar en 2008 instalando en un solo año una potencia de 2.708 MW gracias a las ayudas emitidas a la industria fotovoltaica. Sin embargo, en los años siguientes, todas estas ayudas fueron suprimidas y se introdujo el famoso impuesto al sol, frenando completamente la industria fotovoltaica y hasta el punto de instalar únicamente 18 MW en 2015 como se puede ver en la imagen.

Potencia solar fotovoltaica instalada acumulada España
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