Energía solar en el mundo
Noxpanco, M.G., Wilkins, J. y Riffat, S., 2020. A Review of the Recent Development of Photovoltaic/Thermal (PV/T) Systems and Their Applications. Future Cities and Environment, 6(1), p.9. DOI: http://doi.org/10.5334/fce.97
La reducción de los gases de efecto invernadero (GEI) ha sido un objetivo importante en las últimas décadas. Ello ha suscitado un creciente interés por las fuentes de energía alternativas que puedan cumplir los objetivos de sostenibilidad futuros y proteger nuestro entorno natural. Un resumen sobre el crecimiento de los GEI globales realizado en 2018 por Olivier y Peters (2018), indica que las emisiones aumentaron un 1,3% en 2017 mientras que el aumento en 2015 y 2016 fue de solo el 0,2% y el 0,6%, respectivamente. Según el mismo informe, en comparación con 1990, las emisiones mundiales actuales de gases de efecto invernadero son aproximadamente un 55% superiores. Esta enorme emisión de GEI es el resultado de la demanda de energía. Según la Agencia Internacional de la Energía, los edificios son responsables del 33% de la energía consumida en el mundo y del 28% de las emisiones de dióxido de carbono (CO2). Alrededor del 77% de la demanda mundial de energía en los edificios se debe a la calefacción y la refrigeración, incluyendo la calefacción y refrigeración de espacios, el calentamiento de agua y la cocina (Agencia Internacional de la Energía, 2019).
¿Qué es la energía solar térmica y fotovoltaica?
La energía solar fotovoltaica se basa en el efecto fotovoltaico, por el cual un fotón (la unidad básica de la luz) que incide sobre una superficie hecha de un material especial genera la liberación de un electrón. La energía solar térmica, por su parte, utiliza la luz solar para calentar un fluido (dependiendo de la aplicación concreta, puede ser agua u otro fluido).
¿Cuál es la diferencia entre energía fotovoltaica y energía solar?
Los paneles fotovoltaicos se instalan para convertir la energía térmica en electricidad, mientras que los paneles solares transforman la radiación solar en calor. Por eso estas soluciones no compiten entre sí. Al contrario, pueden complementarse.
¿Qué es la conversión de energía solar termofotovoltaica?
La conversión de energía termofotovoltaica (TPV) es un proceso de conversión directa de calor en electricidad a través de fotones. Un sistema termofotovoltaico básico consta de un objeto caliente que emite radiación térmica y una célula fotovoltaica similar a una célula solar pero sintonizada con el espectro admitido por el objeto caliente.
Central termosolar
Tan pronto como se utiliza la palabra solar, sabemos que el sol debe estar implicado en alguna parte y, puesto que no se va a ir a ninguna parte a corto plazo, está claro que es una buena idea utilizarlo donde podamos. El aprovechamiento de la energía solar ha existido literalmente desde el principio de los tiempos, por lo que es natural que sigamos utilizándola como fuente de energía en la actualidad. Los paneles solares térmicos y fotovoltaicos transforman los rayos del sol en electricidad y calor. Si usted es como la mayoría de la gente, probablemente no sepa que se trata de dos tipos de energía renovable completamente diferentes. Aunque ambas dependen del sol para obtener energía, las similitudes terminan ahí. Conozca los hechos sobre los paneles solares, junto con las ventajas y desventajas de los paneles solares de ambas categorías.
¿Cuáles son los distintos tipos de paneles solares? La energía solar directa se genera a partir de los rayos solares que inciden sobre la superficie de la Tierra. En la actualidad, estos rayos pueden captarse por dos métodos: mediante los paneles solares fotovoltaicos que vemos en muchos tejados o granjas solares, y mediante sistemas solares térmicos. En este blog hablaremos principalmente de tecnologías solares domésticas, no de centrales eléctricas. Los dos tipos de paneles solares son los paneles solares térmicos y los paneles solares fotovoltaicos. En pocas palabras, la tecnología solar térmica produce calor, mientras que la solar fotovoltaica produce electricidad.
Panel solar híbrido
Sección transversal esquemática de un colector PVT descubierto con intercambiador de calor de tipo lámina y tubo y aislamiento posterior:1 – Vidrio antirreflectante2 – Encapsulante (p. ej. EVA)3 – Células solares fotovoltaicas4 – Encapsulante (p. ej. EVA)5 – Lámina posterior (p. ej. PVF)6 – Intercambiador de calor (p. ej. aluminio, cobre o polímeros)7 – Aislamiento térmico (p. ej. lana mineral, poliuretano)
Los colectores térmicos fotovoltaicos, normalmente abreviados como colectores PVT y también conocidos como colectores solares híbridos, colectores solares térmicos fotovoltaicos, colectores PV/T o sistemas de cogeneración solar, son tecnologías de generación de energía que convierten la radiación solar en energía térmica y eléctrica utilizable. Los colectores PVT combinan células solares fotovoltaicas (a menudo dispuestas en paneles solares), que convierten la luz solar en electricidad, con un colector solar térmico, que transfiere el calor residual del módulo fotovoltaico, que de otro modo no se utilizaría, a un fluido caloportador. Al combinar la generación de electricidad y calor en el mismo componente, estas tecnologías pueden alcanzar una eficiencia global mayor que la solar fotovoltaica (FV) o la solar térmica (T) por sí solas[1][2].
Colector solar térmico
La conversión de energía termofotovoltaica (TPV) es un proceso de conversión directa de calor en electricidad a través de fotones. Un sistema termofotovoltaico básico consta de un objeto caliente que emite radiación térmica y una célula fotovoltaica similar a una célula solar pero sintonizada con el espectro que se admite del objeto caliente[1].
Como los sistemas TPV suelen funcionar a temperaturas más bajas que las células solares, su eficiencia tiende a ser baja. Es habitual compensar este hecho mediante el uso de células multiunión basadas en materiales distintos del silicio, pero suelen ser muy caras. En la actualidad, esto limita la TPV a nichos de mercado como la energía para naves espaciales y la recogida de calor residual de sistemas más grandes, como las turbinas de vapor.
La fotovoltaica típica funciona creando una unión p-n cerca de la superficie frontal de un material semiconductor fino. Cuando los fotones, por encima de la energía de banda prohibida del material, inciden sobre los átomos de la capa inferior, por debajo de la unión, un electrón se fotoexcita y se libera de su átomo. La unión crea un campo eléctrico que acelera el electrón dentro de la célula hasta que pasa la unión y queda libre para moverse hacia los finos electrodos colocados en la superficie. Si se conecta un cable desde la parte delantera a la trasera, los electrones fluyen de vuelta a la masa y completan el circuito[2].
