El futuro de la energía solar
Especial: ENERGÍAS ALTERNATIVAS.

A excepción de las plantas nucleares, la energía que las personas usamos viene del Sol. Los hidrocarburos, nuestros alimentos y los molinos de viento son un ejemplo de ello.
Por Tomás Unger

El suministro y el consumo de energía, tanto por la situación del petróleo como por el calentamiento global, están en crisis. El precio del petróleo se ha disparado por el acelerado incremento en el consumo y la ubicación de las principales reservas. Simultáneamente, aun los opositores más recalcitrantes, ante la evidencia, han tenido que aceptar que el calentamiento global es una realidad. En este escenario todas las formas de energía alternativa, sobre todo aquellas que no implican combustión, están siendo actualizadas. La energía nuclear* y la solar son las más importantes.

RADIACIÓN SOLAR

El nombre de energía solar ha adquirido un nuevo significado, pues hoy se aplica principalmente a tecnologías que captan directamente la radiación solar para convertirla en electricidad. En verdad, casi todas las formas de energía que usamos, con excepción de la nuclear, tienen su origen en la energía solar. Los combustibles fósiles que quemamos se formaron, por fotosíntesis de la energía solar, como carbohidratos para convertirse, tras cientos de millones de años, en hidrocarburos.

El viento que mueve las hélices de los generadores eólicos se debe a la energía del sol que propulsa nuestra atmósfera. El ATP** que mueve músculos y proviene de nuestros alimentos tiene su origen en la fotosíntesis de las plantas por energía solar.

El Sol irradia enormes cantidades de energía, de la cual nuestro planeta recibe 1.366 W (1,36 KW = 1,83 hp) por m2***. Nuestra atmósfera rebaja esta cantidad considerablemente, reflejando un 6% y absorbiendo un 16%, con lo cual la máxima radiación que recibe la Tierra, que cae sobre el ecuador, es del orden de los 1.000 W por m2. Por lo general, las nubes, partículas en suspensión y otros fenómenos de la atmósfera reducen la radiación en un 20% y absorben otro 3%. Además de disminuir la radiación que llega a la Tierra, afectan al espectro al difundir la luz.

A pesar de todo esto, recibimos una enorme cantidad de energía del Sol. Si pudiéramos aprovechar totalmente la energía solar que recibe el 1% de la superficie terrestre, podríamos satisfacer la demanda total del planeta. La podemos usar de diversas maneras, siendo lo más deseable convertirla en energía eléctrica. El aprovechamiento directo de la energía solar --que nos viene principalmente en la frecuencia visible (luz) e infrarrojo del espectro electromagnético-- no es fácil.

EL CALOR

Entre las formas de aprovechar la energía solar, la más antigua y fácil es generando calor. Desde la antigüedad las regiones con fuerte radiación solar desarrollaron arquitecturas para aprovecharla. En el norte de África y el Medio Oriente se desarrollaron ingeniosos sistemas para crear corrientes térmicas y aprovechar la energía solar. Por un lado refrescando ambientes y por otro guardando calor para la noche. El aire atrapado entre un vidrio y la pared que enfrenta al Sol es un sistema de calefacción pasivo que conserva calor.

Los radiadores de cobre, serpentines expuestos al Sol en los techos, están calentando el agua de muchas casas arequipeñas desde principios del siglo pasado. El científico suizo Horacio Saussure diseñó en el siglo XVIII un horno solar para cocinar. Semejante a una caja abierta de material reflejante, el horno concentra la luz solar en la zona donde se coloca la comida y hoy es usado en diversos países tropicales reemplazando la combustión de la leña. El uso de materiales reflejantes para concentrar la luz solar se aplica en gran escala en las centrales solares térmicas.

LOS ESPEJOS

Una manera de aprovechar la energía solar es concentrándola en un punto con espejos, ya sea un gran espejo parabólico o un número de espejos más pequeños que se mueven siguiendo al Sol. En todos los casos se concentra la luz solar en un horno solar, que alcanza temperaturas de hasta 4.000 °C.

Para transferir el calor se usa sodio líquido, con el cual se produce vapor de agua para mover turbinas y producir electricidad. Un buen ejemplo son las plantas Solar del desierto de Mojave, en California.

La planta Solar One, construida en 1981, ampliada a Solar Two en 1995, tiene 1926 espejos solares en un área total de 82.000 m2. La luz concentrada calienta una combinación de sales líquidas de sodio y potasio que almacenan el calor produciendo 10 MW (10.000 KW). El éxito de esta planta ha llevado a la construcción en España de la Solar Tres, destinada a producir 15 MW de energía comercial con 2.500 espejos solares. Un tanque de almacenaje de mayor tamaño le permitirá almacenar 600 MW/h.

EL FUTURO

A pesar de la abundancia de energía solar que nos llega del gran reactor nuclear que es el Sol, el grueso de la energía que se consume en el mundo proviene de los hidrocarburos. Aunque no todas las fuentes de estadística coinciden, entre el petróleo, el gas y el carbón, generan más del 80% (aproximadamente 83%) de la energía total que consumimos. El resto, que no produce gases invernadero, por lo que no contribuye al calentamiento global, es principalmente energía hidroeléctrica (cerca del 7%) y nuclear (aproximadamente 6%), el uno por ciento restante lo suman todas las tecnologías limpias, que incluye a la energía solar y eólica.

A pesar de representar una fracción tan pequeña, el empleo de energía solar está aumentando rápidamente. La preocupación por el calentamiento global y la reciente escalada del petróleo están haciendo cada vez más rentables las formas de energía alternativas. En el caso de la energía solar, más importante que las formas mencionadas es la fotovoltáica. Esta consiste en la instalación de celdas fotoeléctricas, que convierten directamente la luz solar en energía eléctrica.

Son las que mantienen funcionando los satélites, la estación espacial y una gran diversidad de artefactos terrestres, desde las boyas meteorológicas en alta mar hasta las calculadoras de mano. De ellas nos ocuparemos próximamente.

* Ver esta página de fecha 25 de abril del 2006.** ATP es el trifosfato de adenosina que almacena energía química en nuestras células.*** Nuestro planeta recibe del Sol cada minuto más energía que el total obtenido quemando hidrocarburos durante un año.

Cortesía de:

Vida & Tecnología - El Comercio