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Actualizado: 3 jun. 2019

¿Cuáles son las energías solares alternativas?

Las energías alternativas son aquellas que se presentan como una alternativa a los combustibles fósiles: carbón o petróleo. Se encuentran disponibles de manera natural y son, por tanto, una fuente ilimitada y natural. El motivo de su desarrollo es el de cuidar del medio ambiente y la reducción de la dependencia de un combustible limitado y contaminante. Son una variante de la energía solar térmica y la fotovoltaica, que son las dos formas más comunes de aprovechar los rayos del sol. Todas ellas nos proporcionan una independencia y una manera de sacarle partido a los recursos que la naturaleza nos proporciona, pero sin suponer una destrucción progresiva del medio ambiente. Vamos a profundizar un poco más en estos tipos de energías alternativas y a conocer así su funcionamiento.
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Fuente de la imagen: ©ContenidosClick.es

1. Energía solar pasiva

La primera de las energías solares alternativas que vamos a conocer es la solar pasiva. Esta se basa, de manera general, en la utilización de la duración, la posición y la intensidad que tiene la energía del sol para calentar un punto en concreto. La energía solar pasiva es la forma de utilización de los rayos del sol más antigua y más sencilla de todas. Hace referencia a un conjunto de técnicas que facilitan el aprovechamiento directo de la luz solar que se recibe. Por lo tanto, en esta opción de las energías solares alternativas no se produce ni la transformación ni el almacenamiento de la misma.

Para poder hacer uso de la energía solar pasiva, se utiliza lo que se llama la arquitectura bioclimática en las viviendas. ¿Y en qué consiste esta? Pues en buscar la ubicación más adecuada de un edificio, así como el diseño y la orientación que tienen. Además, se utilizan materiales y elementos arquitectónicos que permiten potenciar el uso de la energía solar que se recibe.

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Funcionamiento

Dentro del diseño de los edificios, se busca que las ventanas y las paredes puedan recolectar, así como almacenar y distribuir la energía del sol. Durante el invierno, es decir, en la época fría, la energía solar se utiliza en forma de calor. Sin embargo, en el verano, la propia vivienda rechazaría este mismo calor para permitir que pueda descender la temperatura en el interior de aquella. A esta variante de las energías solares alternativas se les llama pasivas porque no se emplean dispositivos eléctricos o mecánicos para aprovechar la luz solar. Son las leyes de la termodinámica las que permiten jugar con la temperatura y las transferencias de calor.

Si queremos hacer uso de estas energías alternativas debemos hacer un análisis previo de la zona para edificar. El clima local y la forma en que inciden los rayos solares en ese punto nos indicará cuál es el tamaño de las ventanas o su colocación, así como el tipo de acristalamiento, aislamiento térmico, sombreado y masa térmica. Aunque los edificios ya existentes pueden llegar a adaptarse para utilizar estas energías alternativas, es más sencillo acondicionar una construcción nueva.

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2. Energía solar termodinámica

Se trata de un sistema de aprovechamiento que se basa en la diferencia de temperatura del líquido de los paneles termodinámicos y la del ambiente. Para funcionar, estas energías alternativas utilizan un líquido refrigerante que está a una temperatura muy baja. Esta provoca un intercambio de calor con la temperatura del ambiente. No obstante, la temperatura no puede ser inferior a la del líquido.

Con esta forma de trabajar, es posible utilizar la energía tanto de noche como cuando las condiciones meteorológicas son desfavorables. Es decir, en situaciones de viento, lluvia, etc. Sus usos incluyen principalmente la producción de agua caliente sanitaria (ACS), la calefacción y la climatización de piscinas.

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Elementos de la energía solar termodinámica

Estas energías solares alternativas se componen de tres elementos principales y que son los que veremos a continuación.

  • Bomba de calor: este es el elemento base de las energías alternativas termodinámicas. Dentro de esta, encontramos un compresor para el gas refrigerante y un sistema de expansión. Para que este funcione es necesario contar con suministro eléctrico.
  • Placas solares termodinámicas: a través de ella se evapora el gas de la bomba de calor y el gas refrigerante pasa del estado líquido al gas. El funcionamiento es similar al que tiene lugar en la unidad exterior de las bombas tradicionales. Su superficie se vuelve fría, pero al ser negra, puede absorber la energía del sol con facilidad o la toma del ambiente.
  • Acumulador: en su serpentín interno es donde se condensa el gas que llega desde la bomba de calor.

La ventaja de este sistema es que es posible obtener energía del viento, del aire o de la lluvia, además del sol. Aunque se trata de energías solares alternativas, su funcionamiento no es dependiente de la luz solar. La orientación o la incidencia de los rayos ya no es lo primordial. Por otra parte, estos paneles tienen un tamaño más pequeño y más ligero que los paneles solares térmicos, por ejemplo. Así que a la hora de su instalación, presentan también una versatilidad mucho más elevada.

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3. Energía solar termoeléctrica

La tercera de las energías solares alternativas es la termoeléctrica. Estas energías alternativas funcionan utilizando lentes o espejos, así como dispositivos que permitan hacer un seguimiento solar. Así, podremos concentrar la radiación solar que se recibe en una superficie de pequeño tamaño. Las temperaturas que se generan pueden llegar a ser muy elevadas, por lo que la eficiencia de conversión también lo es. Cuando se obtiene calor durante el proceso, este es transferido a un fluido. Este pasa a estado gaseoso, y después de pasar por una turbina que va acoplada a un generador, se genera electricidad. Dentro de estas energías solares alternativas encontramos tres tipos diferentes de tecnologías:

  • Las centrales de colectores cilindro-parabólicos

Contienen unos colectores de espejo con forma de canal. Reflejan la luz del sol en el tubo que está en la línea focal de dicho canal, y en el que se encuentra el fluido que permite transferir el calor. El fluido se calienta a unos 400º, y las relaciones de concentración solar se sitúan entre los 30 y los 80. Posteriormente se transfiere a un fluido que permite alimentar la turbina, que es la que genera electricidad.

  • Las centrales de torre

Se componen de un campo de helióstatos. Estos concentran la luz del sol en el receptor central. La ubicación de este es en el punto más alto de la torre. Allí funciona como un intercambiador de calor, con temperaturas que pueden alcanzar los 600º.

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Fuente de la imagen: Wikipedia. Central térmica-Solar de Sevilla

  • Generadores solares disco-parabólicos

Estos reflectores parabólicos tienen forma de disco y concentran la luz del sol en el punto focal del receptor. Los concentradores absorben la energía y el fluido se calienta hasta los 750º. Este liquido pasa a estado gaseoso y circula a través de una turbina. Esta está conectada a un generador que convierte el movimiento en electricidad.

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Energía solar híbrida

La última de las energías solares alternativas es la híbrida. Estas energías alternativas son una combinación de la tecnología fotovoltaica y la térmica, de ahí su nombre. Ambas se combinan en un solo módulo, a diferencia de las dos anteriores que lo hacen por separado. Estos paneles son capaces de generar calor y electricidad a la vez. Con estas energías alternativas se aprovecha el espectro de luz al completo, mientras que los paneles térmicos y los fotovoltaicos sólo son capaces de captar la luz infrarroja los primeros y la ultravioleta los segundos. Si bien esta tecnología existe desde hace décadas, es en la actualidad cuando ha comenzado a utilizarse.

Se trata de energías alternativas muy versátiles, muy innovadoras y con una amplia cantidad de ventajas. Las utilidades que tienen incluyen la calefacción, el agua caliente sanitaria y la electricidad. Combinan sobre todo con los emisores a baja temperatura y el suelo radiante. Dentro de estas energías solares alternativas encontramos tipos diferentes de paneles. Las diferencias entre unos y otros se basan principalmente en el nivel de aislamiento que poseen y en las cubiertas que lleva incorporadas.

Todas estas energías solares alternativas nos permiten aprovechar el calor de los rayos del sol para obtener calor, agua caliente e incluso electricidad. Si estamos buscando energías alternativas para instalar en nuestra vivienda, se recomienda contactar con asesores profesionales que nos indican qué opción es la más adecuada para nuestro hogar.

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Beneficios de las energías solares alternativas

A modo de resumen, se expone el siguiente cuadro con los beneficios más importantes que nos aportan cada una de los diferentes tipos de energías solares alternativas.

Beneficios de las energías solares alternativas



Pasiva

- Mantenimiento y coste del funcionamiento muy reducido, ya que es la propia construcción de la vivienda.

- Aprovechamiento directo de la luz solar sin necesidad de transformación.

- Capacidad de la propia vivienda para adaptarse a la climatología y proporcionar calor o bloquear el almacenaje de este según las necesidades.

- No emite gases contaminantes ni se requieren materiales tóxicos para la creación de la vivienda.



Termodinámica

- Funciona por ambas caras y su mantenimiento es mínimo.

- Puede aprovecharse durante todo el día ya que no se sirve únicamente de la luz solar, sino también del aire o la lluvia.

- Emplea materiales muy duraderos.

- La inversión inicial realizada para la instalación puede recuperarse antes de los 5 años.



Termoeléctrica

- Energía no contaminante sin gases tóxicos.

- Permite una reducción en el consumo al aprovechar la luz solar.

- Es capaz de recoger electricidad que luego puede ser almacenada para su transporte.

- Con determinadas sustancias se ha logrado almacenar el calor para suministrarlo durante la noche.



Híbrida

- Se beneficia de las ventajas de dos sistemas a la vez.

- Instalación de un único panel que combina los dos sistemas (térmico y fotovoltaico).

- Tecnología muy versátil.

- Suministra agua caliente, calefacción y electricidad.

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Este artículo ha sido escrito por: , Redactor de www.HogarSense.es