El sol es la última fuente de energía. La base misma de por qué se desarrolló el mercado de las energías renovables es de acuerdo con este principio.
Hoy en día, el mercado de energía renovable es enorme, y la mayoría de estas tecnologías verdes funcionan mediante la captación de energía solar, ya sea de forma indirecta o directa.
En las fuentes de energía indirecta, el aprovechamiento de la energía eólica se usa ampliamente en algunas partes del mundo. La geotermia de bajo grado, que utiliza el calor del suelo para alimentar los sistemas de bombeo, está bien establecida. El uso de la marea y la ola, mientras tanto, todavía están subdesarrollados.
Cuando hablamos de energía solar directa, la fuente de energía son los rayos del sol que llegan a nuestra atmósfera. Existen dos tecnologías para recolectar energía solar, una es a través de la energía solar fotovoltaica (solar fotovoltaica) y la otra es la energía solar térmica . Veamos cómo difieren estas dos tecnologías y cuáles son sus ventajas y usos.
Tecnología fotovoltaico y solar térmica
La principal diferencia entre los dos (solar fotovoltaico y solar térmica) está en sus principios operativos. La energía solar fotovoltaica se basa en el efecto fotovoltaico. Aquí, la unidad básica de luz, el fotón golpea una superficie de un material especialmente hecho que provoca la liberación de un electrón. En energía solar térmica, sin embargo, utiliza la luz solar para hervir un fluido. Este fluido puede ser agua o cualquier líquido, dependiendo de su aplicación.
El efecto fotovoltaico solo puede tener lugar en una pequeña cantidad de materiales conocidos como semiconductores. Estos semiconductores pueden ser de silicio monocristalino, policristalino combinado con un material amorfo o telururo de cadmio.
Sufre una reacción química específica, que facilita la liberación de electrones cuando se expone a la luz solar. Estos semiconductores se forman en capas delicadas que forman el componente central de las células solares. Las células solares son la parte básica del sistema fotovoltaico solar, que produce la corriente continua.
Estas células solares se integran luego en una estructura más grande, los paneles solares. A través de los paneles solares, la cantidad deseada de voltajes y corrientes. En los sistemas conectados a la red, utilizados por la mayoría del mercado actual en la actualidad, se necesita un inversor para convertir el DC producido por las celdas a CA, que se usa en la red.
Los sistemas solares térmicos funcionan con un principio menos sofisticado, pero pueden aprovechar la misma energía que el efecto fotovoltaico. Como se mencionó anteriormente, funciona directamente calentando agua u otros fluidos utilizando la luz solar. Esta conversión de energía ocurre en diferentes dispositivos dependiendo del rango de temperatura requerido para que el fluido se esté calentando.
En temperaturas bajas a medias, los colectores pueden ser tubos de vacío o paneles de placa. En temperaturas altas, puede ser más avanzado, como los reflectores de Fresnel, las torres solares, el canal parabólico o el plato Stirling.
Usos de la energía solar fotovoltaica y solar térmica.
Con el fin de enumerar el uso de las tecnologías de energía solar fotovoltaica y térmica solar, debemos separar las plantas de energía de los usuarios de energía solar doméstica para ambos.
Planta de energía
El objetivo de generar electricidad es el compartido por ambas tecnologías en centrales eléctricas. Mientras que, en los sistemas fotovoltaicos, la electricidad se genera directamente a partir de la energía solar en los sistemas térmicos, necesita calentar agua u otros fluidos como el aceite para hacer funcionar una máquina de vapor o algo similar como una turbina de gas. La electricidad que genera se transfiere a la red como CA que transporta la cantidad requerida de voltaje.
La capacidad de las centrales eléctricas fotovoltaicas más grandes es de unos 500 megavatios, mientras que la central térmica más grande tiene 400 megavatios.
Hay un crecimiento significativo para estas dos tecnologías en todo el mundo, ya que muchas están en desarrollo, mientras que se están desarrollando más proyectos.
Residencial
Las instalaciones fotovoltaicas en áreas residenciales pueden producir electricidad de corriente directa directamente de la energía solar. Hay esencialmente dos tipos de sistemas fotovoltaicos residenciales, el conectado a la red y el «independiente» o «fuera de la red».
Se está alentando al primero porque puede sostener la red utilizando un inversor. Lo autónomo, por supuesto, está dedicado al autoconsumo. Se utiliza para la iluminación, calefacción de agua y calefacción de la casa. Este tipo de configuración también requiere un conjunto de bancos de baterías que separarán la función de generación del consumo.
Los sistemas solares térmicos se utilizan en el hogar para un propósito, calentamiento de agua. Por lo general, trabajan en combinación con el sistema de calefacción central. Cuando la temperatura baja en el tanque por debajo del valor requerido, el sistema comenzará a funcionar. Lo que significa que el sistema puede suministrar agua caliente durante todo el año, incluso en países templados.
Otra forma es que el sistema termodinámico caliente el agua con el compresor incorporado. Esto hará que el sistema sea independiente del aceite y llenará instantáneamente su tanque cuando haya agotado toda el agua. En Suecia, los sistemas de energía solar térmica se utilizan para calentar espacios en los hogares.
Beneficios del uso de energía solar fotovoltaica y solar térmica
En las centrales eléctricas, el diseño de la energía solar fotovoltaica es más simple que la térmica. La central eléctrica para energía fotovoltaica está hecha con paneles solares conectados dispuestos en serie paralela entre sí. Por otro lado, generar electricidad a través de energía solar térmica significa la conducción de energía de un líquido caliente que va a un generador. Hay muchos diseños complejos para hacer esto.
En las residencias, los sistemas fotovoltaicos a pequeña escala también son más flexibles que los sistemas térmicos. También pueden alimentar muchos electrodomésticos, mientras que los sistemas térmicos se limitan únicamente al calentamiento del agua y al calentamiento del espacio.
Lo que hace que la energía solar fotovoltaica sea más útil es su capacidad para almacenar la energía, ya que pueden convertirla directamente en electricidad. Considerando que, los sistemas térmicos necesitan un tanque de agua para almacenar el calor. Uno puede experimentar energía intermitente en los sistemas térmicos porque depende de los patrones de la luz solar. Por lo tanto, podemos concluir que los sistemas térmicos son ineficientes aquí debido a las pérdidas de energía.
La tecnología térmica solar es ideal para uso doméstico porque es menos complicada. Es importante señalar sus diferencias en el uso residencial. La energía fotovoltaica genera electricidad mientras los sistemas térmicos se calientan. Los paneles térmicos también ahorran espacio.
