Judit G.F
Profesora de Educación Secundaria - Física y Química
 

La energía solar

El Sol es la mayor fuente de energía de la que disponemos. En un día claro, la Tierra puede llegar a recibir del Sol una cantidad de energía de hasta 1000 W por metro cuadrado. Para que te hagas una idea, con la energía solar recibida en ese metro cuadrado, podríamos alimentar al mismo tiempo una nevera (350 W aprox.) y una televisión (400 W aprox). Aunque esto suene genial, también hay que tener en cuenta que, para canalizar la energía del Sol, se necesitan ciertos dispositivos que harán que se pierda o disipe parte de la energía.sun-11582_1920

 

Actualmente, existen dos tipos de tecnología que aprovechan la energía solar para producir electricidad. La más conocida es la tecnología fotovoltaica. Si, son esas placas de color oscuro que podemos ver tanto por el campo, como en los tejados de algunas casas. Y, ¿cómo producen la electricidad? Pues gracias al fenómeno del efecto fotoeléctrico. Este efecto que explicado por Albert Einstein en 1905, lo que le valió el Premio Nobel de Física del año 1921. El efecto fotoeléctrico consiste en “arrancar” electrones de los átomos de un metal, a través del impacto de un fotón contra el mismo. Así, al igual que en el billar, donde lanzamos una bola para mover otras, el fotón “choca” contra metal para “mover” electrones. Cuando éstos son liberados, se hacen circular a través de hilos conductores, obteniendo una corriente eléctrica.

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fotovoltaica

 

 

 

 

 

 

 

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Para ver cómo funciona, podéis acceder al siguiente vídeo.

Hay veces que vemos unas placas parecidas en las casas, pero que no sirven para generar electricidad, sino para producir calor. Son placas de energía solar térmica, y con ellas podemos aprovechar la energía del Sol para obtener agua caliente.

El otro tipo de tecnología que aprovecha el Sol para producir electricidad se denomina energía termosolar de concentración. Quizás sea menos conocida, pero es capaz de producir y almacenar grandes cantidades de energía. Este tipo de tecnología concentra los rayos del Sol en un punto, generando grandes cantidades de calor. Para demostrarte que a partir del Sol, podemos alcanzar temperaturas muy altas, dejo los siguientes vídeos en los que realizo experimentos con materiales sencillos:

La lupa como concentrador solar:

El horno solar:

El calor generado se aprovecha para calentar agua o aire, que realizará un ciclo termodinámico para producir electricidad. Es decir, el agua o el aire calientes, hacen mover unas turbinas que, a su vez, transmiten su energía a un generador eléctrico. En el siguiente esquema lo puedes ver mejor.

central_termosolar

Existen varias configuraciones para concentrar el Sol. La que se ve en el esquema es una torre central con heliostatos (espejos) alrededor. También existen colectores cilindrico parabólicos y discos parabólicos, como se muestra respectivamente en las imágenes:

Figura-3-Colectores-Cilindro-Parabolicos_W640OMSoP-solar-dish-system

 

 

 

 

 

Para visualizar el funcionamiento de una central termosolar a escala, se puede hacer uso de un motor Stirling, donde el quemador o mechero representaría el calor generado por la concentración de los rayos de Sol. El aire caliente mueve el pistón, el cual,a su vez, transmite el movimiento a una rueda. Si acopláramos un generador eléctrico, obtendríamos una central térmica a pequeña escala. Aquí dejo una simulación del motor Stirling.

CicloStirling_Simulación

 

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