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Historia de la energía solar térmica

Los primeros indicios que tenemos de la historia de la energía solar térmica se remontan a las civilizaciones griegas y romanas del siglo III a.C. e incluso antes. Durante esta época, se obtenía fuego gracias a la concentración de los rayos del sol. En sus rituales religiosos se empleaban antorchas, que se encendían gracias a un recipiente de forma parabólica. En los días en los que hacía sol, se exponía este recipiente al sol. Debido a su interior, se lograba concentrar la radiación en su foco, y se alcanzaban así temperaturas muy elevadas. El resultado era que al acercar las antorchas a dicho foco, estas prendían con gran facilidad. Puesto que no se disponía aún de la suficiente información sobre la energía solar, se consideraba que se trataba un acto de los dioses.
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Orígenes e historia de la energía solar térmica

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Fuente de la imagen: ©Vista aérea de la Plataforma Solar de Almería

Una aplicación más eficiente en la historia de la energía solar térmica llegó de la mano de Arquímedes. En Siracusa, y durante un combate militar, aquel dispuso una serie de espejos a lo largo de las murallas de la ciudad. Cuando se orientaban de forma que recibiesen los rayos del sol pero apuntasen hacia las naves romanas, el calor recibido se concentraba en estas. Así, gracias al llamado rayo de calor consiguió que ardiesen en muy poco tiempo.

Muchos siglos después, Leonardo da Vinci volvió a experimentar con los espejos cóncavos. Aunque su invento no llegó a tener aplicaciones prácticas, allá por 1915 se logró producir vapor y calor industrial a partir de los rayos del sol. Para ello se creó un concentrador que tenía un diámetro de seis kilómetros. Tras estos experimentos, llegó el paso definitivo en la historia de la energía solar térmica. Con él comenzarían las primeras aplicaciones que veremos a continuación.

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Primeras aplicaciones en la historia de la energía solar térmica

Horace de Saussure inventó en 1767 lo que él mismo llamó "la caja caliente". Esta consistía en una caja acristalada por la parte por la que entran los rayos del sol, mientras que el interior iba pintado de negro. Salvo la cara de cristal, todas contaban con material aislante que permitía retener el calor en el interior. De esta manera, las temperaturas que se alcanzaban podían llegar a los 109º.

Fuente de la imagen: ©Solar Cookeng International. “Caja caliente” de Horace de Sausurre, 1767.

Este pequeño invento era, nada más y nada menos, que el primer colector solar de la historia de la energía solar térmica. Gracias a esta sencilla tecnología solar, en los años posteriores se logró desarrollar calentadores solares de placa plana. Con ellos, millones de personas de todo el mundo podrían disfrutar en sus hogares de agua caliente solar. Además de convertirse en el precursor de los sistemas para calentar el agua y el aire a bajas temperaturas en la historia de la energía solar, también dio lugar a los hornos solares. Estos consistían en cajas calientes cuya finalidad era la cocción de alimentos. Su invento transformó también el mundo de la cocina.

Posteriormente, Lavoisier y Charles Wilson continuaron avanzando en la historia de la energía solar térmica. El primero de ellos creó hornos solares que lograban fundir metales, mientras que el segundo se centró en la destilación del agua marina. Fue en el siglo XIX cuando se optó en Estados Unidos por utilizar las cajas pintadas de negro como alternativas a los calentadores de carbón o de gas. No obstante, se necesitaban días de mucho sol. Pero en 1891 se patentó el primer calentador de agua "Climax", de la mano de Clarence Kemp. Un calentador que combinaba la caja caliente con tanques expuestos al sol. Este sistema evolucionó dentro de la historia de la energía solar térmica hasta nuestros días.

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El auge de la energía solar térmica

Con la evolución de las técnicas y el aumento de la información de la energía solar, el aprovechamiento de la radiación del sol se fue extendiendo a diferentes sectores. La historia de la energía solar térmica todavía hoy sigue en constante evolución. Puesto que siempre se ha apostado por los combustibles fósiles, la inversión destinada a las fuentes de energía renovables ha sido siempre menor.

Hoy en día, con la destrucción progresiva del medio ambiente y la escasez creciente de dichos combustibles, el desarrollo de las energías alternativas ha ido en aumento. Principalmente, y dentro del uso doméstico, se utiliza para la calefacción y para la obtención de agua caliente sanitaria. La historia de la energía solar térmica ha ido evolucionando hasta poder distinguir tres tipos diferentes: la de baja temperatura, media y alta. La primera de estas tres es la que funciona con los colectores vidriados planos; también llamados paneles solares. Estos son los que más se han extendido comercialmente.

Las principales aplicaciones de la energía solar térmica son para edificios, como hemos dicho en calefacción, ACS y el calentamiento de piscinas. También las instalaciones industriales, con parcelación de agua para distintos procesos y también agua caliente sanitaria. Por último, las instalaciones agropecuarias, que emplean la calefacción dentro de los invernaderos. Así como las piscifactorías que generan agua caliente.

El aumento del uso de esta fuente de energía renovable en la historia de la energía solar térmica se debe a las exigencias de diferentes normativas, que exigen la existencia de instalaciones de agua caliente sanitaria o paneles solares en las nuevas construcciones. Por otra parte, las subvenciones existentes para la energía solar térmica contribuyen a que se considere esta alternativa como una opción rentable. Si bien el coste de su instalación es elevado, a medio plazo podemos recuperar la inversión.

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La energía solar térmica en España

Desde hace algo más de una década, la historia de la energía solar térmica dejó de serlo para convertirse en actualidad. Con las normativas que obligaban a determinadas edificaciones a instalar placas que permitiesen aprovechar la energía solar, su uso ha ido en aumento. No obstante, la crisis y los pocos recursos destinados a la investigación y desarrollo de este sector han impedido que se aprovechase al máximo todo su potencial. Dado que en nuestro país se disfrutan muchas horas de sol, tanto en verano como en invierno, es una región perfecta para la energía solar térmica.

Con el Acuerdo 20/20/20, a España le toca acelerar el paso si quiere intentar llegar a los objetivos marcados para los países integrantes de la Unión Europea. Con este acuerdo, para el año 2020 debe incrementarse en un 20% el uso de las fuentes de energías renovables, al tiempo que se reducen en el mismo porcentaje los combustibles fósiles. Aunque los plazos para el 2019 se encuentran en su mayoría cerrados, en determinadas comunidades aún es posible acceder a las ayudas y subvencionas por la instalación de placas solares que permitan aprovechar la energía solar térmica. De entre todas las energías alternativas existentes, en España la solar y la eólica son las que más se han desarrollado. El motivo está en sus condiciones meteorológicas favorables para el aprovechamiento de estos tipos de energía.

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Beneficios de contar con energía solar térmica en casa

Si bien la historia de la energía solar térmica prometía desde sus inicios, ha sido en las últimas décadas cuando se le ha dado la importancia que se merece. Todavía queda un largo camino para que alcance la eficiencia energética que pueda competir directamente con los combustibles fósiles, pero sus beneficios son innegables. En primer lugar, la energía solar térmica es una energía limpia e inagotable, respetuosa con el medio ambiente y que no contribuye con la destrucción de este. Aunque la instalación de placas solares lleva implícita algunos materiales que son tóxicos, en conjunto no es comparable al daño que causan el carbón o el petróleo.

Puesto que el recurso que utilizamos lo obtenemos directamente del sol, el consumo se reduce, así como el importe de las facturas por partida doble. Utilizamos menos recursos y no dependemos de las subidas y bajadas de los precios de estos. Además, como hemos dicho, es posible obtener subvenciones para su instalación. Los porcentajes de ayudas varían en función de la comunidad autónoma, pero suelen situarse alrededor del 35-40%. Otro punto positivo es que la inversión que hagamos la recuperaremos a medio plazo.

Beneficios de la energía solar térmica

Energía no contaminante

es limpia y respetuosa con el medio ambiente, ya que se obtiene de este de manera natural.

Energía inagotable

puede durar varios millones de años y no emite sustancias nocivas para la salud o que contribuyen con el efecto invernadero.

Ahorro económico

se reduce el consumo de otros combustibles, que pueden superar el 50%.

Subvenciones

existen subvenciones en las comunidades autónomas para la instalación de placas solares, y fomentar el cambio energético

Inversión

debemos considerarlo una inversión, ya que se recupera en el medio plazo el dinero de su costo.

Independencia energética

aunque no total en la actualidad, pero en pocos años se puede conseguir, ya que va en función de las horas de sol y no de la disponibilidad de recursos en el mercado.

Precio constante

debida a la inexistencia de las variaciones de precios que si implica el consumo de gas o de electricidad

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¿Qué sistemas de calefacción se pueden combinar con energía solar térmica?

Los sistemas de calefacción que mejor van con la energía solar térmica son el suelo radiante, los radiadores por convección y las bombas de calor. El suelo radiante trabaja a temperaturas bajas, en un circuito de tuberías que recorrer toda la superficie del suelo. Por este motivo, el calor que se obtiene a través de los paneles es suficiente para calentar el circuito. Esta opción permite ahorrar una gran cantidad de energía.

No obstante, la opción que más ahorro nos permite obtener son las bombas de calor. Se trata de un sistema térmico que utiliza la energía del agua, el aire o la tierra en un espacio frío y los transfiere a otra que tiene mayor temperatura. Sirven para proporcionar calefacción, agua caliente sanitaria y refrigeración. La historia de la energía solar térmica ha progresado mucho desde sus inicios, y está claro que lo seguirá haciendo en el futuro.

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