¿Cómo funciona la energía solar?

todo sobre la energia solar

Cuando se habla de la energía solar se está hablando de una fuente de energía renovable que tiene un buen nivel de importancia en el mix energético de nuestros días y es que la energía solar es, junto a la energía eólica y algunas otras, una de las denominadas “energías limpias” que tiene reservado el honor de ocupar en un presente o futuro un papel -total o parcial en el campo del abastecimiento energético- en nuestras vidas, por ello resulta interesante hablar de cómo funciona la energía solar y eso es lo que vamos a hacer en este artículo.

Lo primero que debe hacerse es diferenciar entre aquello que es la energía solar y aquello que es la aplicación de esa energía solar, ello resulta muy importante de resaltar pues de no ser así podríamos estar confundiendo la energía solar con algo abstracto y etéreo y no con algo que tiene una traslación práctica para el aprovechamiento de la energía solar.

La energía solar está en el universo desde que el Sol existe y así seguirá siendo mientras que el astro rey exista y en consecuencia mientras exista la vida sobre la tierra tal y como la entendemos en nuestros días, pero ello dicho así puede no tener un gran valor para las personas para el campo que aquí nos ocupa pues entonces hablar de la energía solar es hablar de algo disperso y que no se puede aprovechar, es hablar de salgo que se sabe que está entre nosotros pero a lo cual no se le puede sacar un aprovechamiento, por ello para saber cómo funciona la energía solar es importante lograr conocer la aplicabilidad de la misma.

¿Cómo se produce la energía solar?

Para aprovechar la energía solar, en el momento actual, existen dos grandes maneras, dos grandes formas de captar la misma, aprovecharla y de poder darle un uso práctico, real y efectivo.

En primer lugar, se encuentra la producción de la energía solar mediante los sistemas solares de carácter térmico que sirven para darle un uso a la energía solar esencialmente como proveedora de fuente de calor y, en segundo lugar, existen los sistemas fotovoltaicos más centrados en realizar un aprovechamiento de la misma para que la energía solar se convierta en una fuente de electricidad, estos dos principios, estas dos bases son las dos grandes líneas que exponen el funcionamiento de la energía solar.

Obvia y evidentemente, no se está hablando de compartimentos estancos en aquello que se ha expuesto en el párrafo anterior, ni mucho menos, pues en realidad ambas formas de captar la energía solar y de hacer un uso “empaquetado” de la misma se relacionan e incluso pueden llegar a interactuar entre ambas modalidades.

Ahora bien, para entender cómo funciona la energía solar en toda su dimensión lo primero que debe comprenderse es lo más esencial, se ha dicho que la energía solar es algo disperso y etéreo que emana del Sol pero que en su estado natural no puede aprovecharse directamente para los usos que en este artículo nos ocupan, entonces la pregunta resulta más que obligada: ¿Cómo se pasa de ese estado disperso a un estado de energía canalizada y apta para ser aprovechada y utilizada? Bien, la respuesta se encuentra en el proceso que va desde la captación de esta hasta el procesamiento de ella para convertirla en una fuente utilizable en la práctica para usos concretos.

El primer paso del aprovechamiento efectivo de la energía solar pasa, tal y como ya se ha indicado, por ser capaces de captar la misma y es que del mismo modo que -a grandes rasgos- si llueve y el agua no se recolecta todo el potencial de esta se pierde y, por el contrario, si la misma se recolecta puede tener importantes aplicaciones, lo mismo sucede con la energía solar, con la energía que puede recolectarse de los rayos solares que recibimos.

El proceso de captación de la energía solar se realiza mediante los paneles solares o también denominados paneles fotovoltaicos. Los paneles solares o paneles fotovoltaicos tienen la capacidad de estar estructurados de tal forma que pueden capturar dicha energía solar y transformarla en electricidad.

Los paneles fotovoltaicos consiguen capturar la electricidad gracias a un gran número de células solares que los mismos llevan incorporadas, estas celdas son capaces de en una primera instancia realizar la absorción de los rayos solares y en segunda instancia realizar la conversión de fotones a electrones.

Es este proceso de conversión de fotones a electrones lo que explica en gran manera el modo de cómo funciona la energía solar, pues es gracias la misma, es gracias a dicha conversión que se convierte en una energía eléctrica lista para su uso lo que en principio tan solo era una energía luminosa.

Profundizando en el funcionamiento de la energía solar

esquema funcionamiento energia solar fotovoltaica

Entrando en más profundidad en el asunto de cómo funciona la energía solar podemos ver que cada panel solar capaz de capturar la energía lumínica del Sol y de convertir esta en energía eléctrica mediante la conversión de fotones en electrones está íntimamente relacionado dentro de él por todas las celdas o células que lo conforman.

Así, una de las importantes variables de este tipo de paneles es el número de celdas o células que incorporan pues al estar relacionadas entre ellas y actuar como un grupo puede hacerse un acercamiento rápido a las mismas en base a la ecuación de a una mayor capacidad de captación (o lo que es lo mismo a mayor número de células o celdas por panel) mayor capacidad en volumen de transformación de energía lumínica en energía eléctrica.

Al estar conectadas las celdas o células de un panel entre ellas puede decirse que las mismas tienen un funcionamiento similar al que podría ser el de un circuito en serie, así las mismas pueden realizar un aumento en el voltaje de tensión de salida y puede marcarse una salida de 12 o de 24v según resulta necesario.

Relacionado con lo anterior decir que son distintas las redes de circuitos interconectadas para lograr una mayor producción de energía eléctrica, y todo ello entendiendo -por supuesto- que estamos hablando de un mejor panel, si se disponen de muchos paneles lo único que tiene que hacerse es multiplicar todo lo expuesto por el número de campo de paneles del cual se disponga, pero en realidad la base de cómo funciona la energía solar se encuentra en uno y cada uno de los paneles solares que conforman la instalación en cualquier lugar o elemento destinado a realizar un aprovechamiento de la luz solar.

Todo lo anterior nos expone de una forma, pretendidamente, cercana el funcionamiento de la energía solar y nos quiere mostrar algunas de las bases y de las piezas esenciales que conforman su conversión de energía solar en energía eléctrica pero seguro que llegados a este punto la persona lectora le habrá quedado una importante: se ha venido diciendo que la transformación de la energía solar en energía eléctrica se produce por la conversión de fotones a electrones pero, ¿cómo se realiza dicho proceso de conversión?

Bien, vamos a dar un ejemplo bastante gráfico de la transformación de los fotones en electrones para poder abordar la comprensión de cómo funciona la energía solar en este aspecto:

En una primera fase los fotones de los rayos solares impactan contra el panel solar, es decir, impactan con cada una de las celdas o células que conforman dicho panel produciéndose entonces una acción en estas mediante la activación de un proceso de absorción de estos a través de materiales semiconductores (un elemento habitual es, por ejemplo, el silicio).

Una vez que las celdas o células ya han logrado captar los fotones mediante la absorción de estos, los fotones proceden a golpear a los electrones que resultan liberados de los átomos iniciando entonces un viaje que termina dando como resultado la electricidad producida.

Ahora bien, una vez que la electricidad ha sido producida por el proceso que se ha mencionado en los párrafos anteriores no puede decirse que siempre ya esté apta para su uso y consumo pues al ser la misma una energía de corriente continua (que es la que emana de la conversión que se realiza en los paneles solares) tiende a ser muy habitual la utilización de un convertidor de potencia para que dicha corriente pase a ser alterna, o lo que es lo mismo: para que pase a ser el tipo de corriente eléctrica que sale de nuestros enchufes y que utilizamos de una forma tan convencional día a día.

Tal y como puede verse, el saber cómo funciona la energía solar es un interesante viaje en muchos campos, un interesante y apasionante viaje que nos acerca al funcionamiento de un elemento que damos sentado en nuestra vida, un elemento el cual consideramos que siempre está entre nosotros pero sobre el cual muy pocas veces nos preguntamos realmente cómo nos llega hasta nosotros, el proceso que sigue desde que se “crea” hasta que enchufamos -por ejemplo- la nevera y la misma empieza a funcionar.

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