Carbón, petróleo o gas son las fuentes de energía que durante años han servido de combustibles para generar electricidad, proporcionar calor en los hogares u otros edificios, para poner en funcionamiento motores de vehículos, etc.
Pero estas fuentes no son las más respetuosas con el medio ambiente, ya que producen gases de efecto invernadero, y además son recursos que se agotan.
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¿Qué fuentes de energía podrían ser una buena alternativa a estos combustibles fósiles?
Hablamos de las energías renovables, aquellas que emplean recursos naturales para generar energía, y que además son ilimitadas. El viento, el agua, la biomasa vegetal o animal y el sol.
En este artículo nos vamos a centrar en la energía proveniente del sol (energía solar), más concretamente en la energía solar térmica.
El Sol es una fuente inagotable de luz y calor para nuestro planeta, gracias a la cual existe la vida en la Tierra. Además, se trata de una fuente de energía natural que es sostenible y respetuosa con el medio ambiente, siendo una de las fuentes renovables más versátiles que tenemos.
Pero, ¿qué es la energía solar térmica?
La energía solar térmica es aquella que aprovecha la energía que nos llega del sol en forma de radiación, y la transforma en energía térmica mediante el uso de colectores o captadores solares (paneles solares).
Dentro de estos captadores circula un fluido (agua o ciertos gases) que se calienta gracias a esa radiación, haciendo que se eleve la temperatura del agua de un depósito. Gracias a este sistema se consigue producir agua caliente, vapor o electricidad.
Paneles solares térmicos:
Los paneles solares térmicos son, por tanto, los encargados de hacer que este proceso de aprovechamiento del calor del sol funcione. Pueden ser de tres tipos diferentes, según las temperaturas requeridas:
- Paneles o sistemas de baja temperatura: en este caso, el calentamiento del agua se produce a temperaturas que se encuentran por debajo de su nivel de ebullición, es decir, a menos de 100ºC. Dentro de estos solemos encontrar los captadores solares para uso sanitario o de climatización.
- Paneles o sistemas de media temperatura: estos se emplean cuando se necesita que el agua se caliente entre 100 y 300ºC, generalmente para sistemas de calefacción a nivel industrial.
- Paneles o sistemas de alta temperatura: las temperaturas requeridas son superiores a 300ºC, pudiendo llegar a alcanzar incluso los 1000ºC en el caso de las centrales termosolares para generar energía.
El funcionamiento de los captadores solares suele ser similar sean del tipo que sean. Todos ellos constan de dos partes esenciales. Por un lado están los reflectores, unos espejos o placas solares térmicas que se encargan de captar la luz para enfocarla en los receptores, que son la segunda pata de estos aparatos. Dentro de estos receptores se encuentra el fluido que se usará para calentar o para producir vapor.
Así se produce energía en una central solar térmica
En las centrales solares térmicas, los captadores incorporan además unos mecanismos gracias a los cuales se puede seguir la trayectoria del sol, como si se tratara de unos girasoles. Esto hace que se pueda aprovechar al máximo la captación de radiaciones solares para transformarlas en energía. La suma de este mecanismo con los sistemas de reflejo hace que este tipo de colectores se denomine heliostatos.
Una central termosolar supone una gran instalación en la que el aprovechamiento de la energía que nos aporta el sol se multiplica por cantidades industriales. Funciona mediante colectores de alta temperatura que contienen generalmente agua, la cual mediante la radiación del sol (y gracias al cumplimiento de las leyes de la termodinámica) se calienta, llegando a producir vapor.
El vapor conseguido a través de este proceso permite el funcionamiento de unas turbinas que están conectadas a un generador, produciendo así la energía. Cuanto más elevada sea la temperatura, mayor será el rendimiento que se conseguirá en la central térmica solar.
Aunque la esencia del funcionamiento de estas centrales es muy similar al de las centrales nucleares, la fuente empleada para la obtención de energía es muy diferente. El calor solar no genera contaminantes perjudiciales para la atmósfera, y además se renueva.
Usos de la energía solar térmica en el día a día
Otra de las ventajas de la energía que nos proporciona el calor del sol es su diversidad de usos. Desde proporcionar calor a los hogares por sistemas de calefacción hasta la obtención de electricidad, como hemos visto en el caso de las centrales termosolares.
Uno de los usos más frecuentes de la energía solar térmica lo encontramos en el ACS o agua caliente sanitaria. Esta agua está destinada al consumo humano, y se emplea esencialmente para tareas sanitarias u otros usos de higienización. El ACS solar es cada vez más empleado, y en muchos países es de instalación obligatoria en nuevas edificaciones.
No solamente empleamos la energía solar térmica para calentar el agua de las viviendas como tal, sino que también se le da otros usos, como los sistemas de calefacción o refrigeración. O algunos procesos de industrialización que necesitan calor, como la desinfección o la pasteurización.
También se emplea la energía proveniente del calor solar en lugares de uso público, como los gimnasios o los lavaderos de coches. O las piscinas climatizadas, que hacen también uso de esta energía que emplea solamente el calor solar, sin ningún tipo de combustible contaminante.
Diferentes sistemas para obtener energía de la temperatura del sol
Por último, vamos a hablar de los sistemas a través de los cuales se puede obtener la energía que nos llega del calor del sol por medio de la radiación.
Estos se pueden dividir en tres tipos según cómo es el proceso de obtención y transformación enérgica. Están los sistemas de acumulación, los sistemas de distribución y los sistemas convencionales de apoyo energético.
Sistemas de acumulación
Como su propio nombre indica, estos sistemas se encargan de almacenar la energía térmica en unos depósitos para utilizarla en un futuro, o bien en el mismo momento. Este sistema es muy útil para el total aprovechamiento de las horas de sol en las que se pueden recoger las radiaciones solares, y que esta no sea energía inutilizada.
El agua caliente solar obtenida durante las horas de sol se acumula en uno o varios depósitos (dependiendo del consumo al que se vaya a dirigir) que normalmente cubren la necesidad de agua caliente por al menos dos días. Los usos más comunes de este tipo de sistemas se pueden ver en piscinas climatizadas, calefacciones o ACS.
Sistemas de distribución
Estos sistemas son los encargados de la repartición de la energía térmica según sus demandas de consumo. Después de que los captadores hayan calentado el fluido (agua o aire), los sistemas de distribución nos permitirán transportar la energía obtenida a otras fuentes para su utilización.
Aquí encontramos diversos elementos que permiten realizar esta distribución del calor a demanda de las necesidades de consumo: sistemas de control, válvulas, bombonas, tuberías, vasos de expansión o purgadores, entre otros.
Sistemas convencionales de apoyo energético
Estos sirven esencialmente para que en las centrales de energía solar existan alternativas que sirvan de ayuda en caso de que haya una demanda elevada de energía que los sistemas solares no puedan cubrir por falta de radiación del sol. Pueden provenir de diferentes fuentes: la propia compañía eléctrica, fuentes renovables como la eólica o la hidráulica o fuentes de energía no renovables.
Los sistemas de apoyo se usan únicamente cuando las capacidades de los sistemas térmicos solares se ven sobrepasados por la demanda de energía, como pueden ser los meses de invierno, donde la radiación solar es más escasa.
Como vemos, la captación de la radiación solar es una alternativa ecológica y menos costosa que las fuentes de energía fósiles, y que nos permite obtener energía solar térmica que podemos emplear en diversidad de usos, tanto industriales como domésticos.
