Energía solar

Montajes paneles solares

Energía solar

La energía es usada por el hombre para satisfacer algunas de sus necesidades básicas en forma de calor y electricidad. La disponibilidad de los recursos energéticos es uno de los factores más importantes en el desarrollo del hombre. A su vez, este desarrollo demanda la utilización de ciertos tipos de energía y, por tanto, la disponibilidad de ese recurso.
El calor es necesario para un sinnúmero de aplicaciones, como la climatización del espacio, la cocción de alimentos, o la producción o transformación de algunos compuestos químicos. La electricidad, por otro lado, se utiliza para una enorme variedad de procesos, entre los que podemos citar la generación de luz artificial, el movimiento, etc.

Calor y electricidad, son dos necesidades básicas en cualquier grupo humano, del nivel social, económico o tecnológico que se quiera. Para producirlos, el hombre ha utilizado, a lo largo de su historia, una gran variedad de recursos energéticos.
El consumo masivo de hidrocarburos está produciendo ya alteraciones de la atmósfera a nivel mundial. Los niveles de dióxido de carbono que se detectan actualmente son significativamente mayores que los que existían en 1950. Esto produce el conocido efecto invernadero, que está produciendo ya un incremento en las temperaturas promedio mundiales. Los combustibles fósiles también son causantes de la llamada lluvia ácida, que en los bosques cercanos a las áreas altamente industrializadas está causando grandes daños al suelo, y por tanto a la flora y la fauna. En las grandes ciudades, la combinación de las emisiones de gases de combustión, con algunos otros fenómenos naturales, como las inversiones térmicas, la humedad y la radiación solar produce algunos efectos indeseables para la salud humana, como el smog, las altas concentraciones de ozono y, en general, la concentración de componentes indeseables en la atmósfera.
Tanto por razones económicas (próxima escasez de hidrocarburos), de infraestructura (falta de suministros de redes nacionales) como ecológicas (alteración de la atmósfera y el suelo), es imperativo el desarrollo de nuevas alternativas energéticas, que sean menos agresivas contra el ambiente y se encuentren más al alcance de la comunidad.
El actual esquema de consumo energético, tanto en Argentina como a nivel global, no es sustentable, es decir, no puede mantenerse indefinidamente sin amenazar su propia existencia. Algunos modelos que consideran los efectos que está teniendo actualmente el uso y abuso de los combustibles fósiles, considerando las posibles tendencias futuras, amenazan con producir una catástrofe en contra de la humanidad, antes de que termine el siglo XXI.
Existen muchas alternativas energéticas. Algunas de ellas no han sido desarrolladas por limitaciones técnicas y económicas, otras se han utilizado sólo parcialmente, pero la solar y la eólica, hoy en día, son muy competitivas y a veces superiores a la energía convencional

2. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLE.
Durante los últimos veinticinco años, debido al incremento del costo de los combustibles fósiles y los problemas medioambientales derivados de su explotación, estamos asistiendo a un renacer de las energías renovables.
Entendemos por energía renovable la que, administrada en forma adecuada, puede explotarse ilimitadamente, es decir, su cantidad disponible (en la Tierra) no disminuye a medida que se aprovecha. Para tener un esquema de desarrollo sustentable es indispensable que la mayoría de los recursos, y particularmente la energía, sean del tipo renovable.
La principal fuente de energía renovable es el Sol. El Sol envía a la Tierra únicamente energía radiante, es decir, luz visible, radiación infrarroja y algo de ultravioleta. Sin embargo, en la atmósfera se convierte en una variedad de efectos, algunos de los cuales tienen importancia como recurso energético, tal es el caso de la energía eólica, la energía de la biomasa, la diferencia de temperaturas oceánicas y la energía de las olas. Este tipo de energías son inagotables, limpias y se pueden utilizar de forma autogestionada (ya que se pueden aprovechar en el mismo lugar en que se producen).
Sus aplicaciones son enormes, ya que las tres cuartas partes de la humanidad carecen de energía eléctrica con la que pueden obtener agua potable, iluminación, herramientas eléctricas, conservación de los alimentos o acceso a la cultura (medios audiovisuales). Actualmente estos sistemas constituyen la mejor ayuda directa para poblaciones del tercer mundo (ONG).
Algunos usos pueden ser:
Ø Electrificación en viviendas
Ø Electrificación de pueblos aislados
Ø Alumbrado público
Ø Sistemas captación y bombeo de agua
Ø Tratamiento de aguas
Ø Agua caliente sanitaria
Ø Potabilización
Ø Desalinización
Ø Depuradoras de aguas residuales
En síntesis, el empleo de sistemas solares, eólicos o mixtos permiten lograr un enorme avance en lo que respecta al confort, la higiene, y disminuyendo el impacto sobre el medio ambiente, redundando en un notable mejoramiento de la calidad de vida del hombre.

2.1. ENERGIA SOLAR
La energía solar, como recurso energético terrestre, está constituida simplemente por la porción de la luz que emite el Sol y que es interceptada por la Tierra. Argentina es un país con alta incidencia de energía solar en la gran parte de su territorio; la zona noroeste es de las más soleadas del mundo.
Ø Fotovoltaica. Se llama "fotovoltaica" la energía solar aprovechada por medio de celdas fotoeléctricas, capaces de convertir la luz en un potencial eléctrico, sin pasar por un efecto térmico.
Ø Térmica. Se denomina "térmica" la energía solar cuyo aprovechamiento se logra por medio del calentamiento de algún medio. La climatización de viviendas, calefacción, refrigeración, secado, etc., son aplicaciones térmicas. La mayoría de este curso se centra en este tipo de aprovechamiento de la energía solar.

2.1.1. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Las posibilidades de uso de la energía eléctrica solar son practicamente ilimitadas, desde la electrificación de alambrados, hasta el funcionamiento mecanismos de una nave espacial.
En un uso ligado directamente a la arquitectura, los generadores solares de energía pueden ser una verdadera opción en situaciones donde la posibilidad de conectarnos con la red de energía eléctrica convencional se hace dificultoso o imposible. Para algunas de sus aplicaciones, en instalaciones remotas, o de difícil acceso, las ventajas con respecto a los generadores diesel son muy amplias.
Por estar compuesto por elementos modulares, son sistemas de fácil traslado y sencilla instalación. La placa solar no requiere ningún mantenimiento a lo largo de su vida útil, que es aproximadamente de 30 años y sus componentes, carentes de movimiento, no son contaminantes del medio ambiente.
Es posible la construcción de sistemas fotovoltaicos para gestionar plantas depuradoras de aguas residuales. La instalación de depuradoras de aguas residuales en los núcleos poblacionales es una necesidad apremiante, y obligatoria para asentamientos humanos de cierta escala.
En una gran parte de los casos, la instalación de un sistema solar fotovoltaico resuelve el problema del abastecimiento de energía de la planta a un coste mucho más bajo del que representaría el enganche a la red convencional.

2.1.2. ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Una de las aplicaciones de la energía solar que ha tenido mayor uso y divulgación, por su simplicidad de instalación y economía, es la calefacción de agua para consumo doméstico.
En zonas con buena insolación, los calentadores solares pueden ahorrar una fracción considerable del combustible (gas, leña o electricidad) para uso doméstico. Según las condiciones de la Provincia de Buenos Aires, es posible que más de la mitad del consumo de energía doméstica se deba al calentamiento de agua para baños y cocinas. El resto de la energía se usa para cocinar y calefaccionar.
La utilización de sistemas para el calentamiento de agua favorece la higiene y la salubridad del edificio.

2.2. ENERGÍA EÓLICA
La energía eólica es la energía que se extrae del viento. Las aplicaciones más comunes son: generación eléctrica y bombeo de agua. Es derivada de la energía solar, porque una parte de los movimientos del aire atmosférico se debe al calentamiento causado por el Sol (también existe un efecto de la rotación de la Tierra y otro de la atracción gravitacional de la Luna y el Sol).
Comparativamente, este recurso ofrece ventajas por sobre la energía solar en los casos de generación para inyección de electricidad en la red interconectada nacional. En nuestro país hay regiones en donde la energía eólica es muy abundante, principalmente todo el litoral marítimo y la Patagonia.

2.3. SISTEMAS MIXTOS
Los sistemas mixtos permiten aprovechar tanto el viento como el sol para reducir el banco de baterías. Tienen la ventaja de complementarse entre sí. Por ejemplo, la energía solar fotovoltaica suministra electricidad los días despejados (por lo general con poco viento, debido al dominio del anticiclón), mientras que en los días fríos y ventosos, frecuentemente nublados, son los aerogeneradores los que pueden producir mayor energía eléctrica. Esto depende fundamentalmente de las zonas de las demandas. Si bien los sistemas mixtos tienen muy buenos rendimientos, es común reconocer lugares dónde la energía solar sea más eficiente que la eólica durante la mayor parte del año y viceversa.
También, existe la posibilidad de armar sistemas mixtos eólico-fotovoltaicos con grupo electrógeno de apoyo. Estos equipos son especialmente adecuados para instalaciones con consumos puntuales de energía muy elevados. El sistema funciona de fo
rma que, cuando las baterías están bajas de carga o hay una demanda de consumo muy elevada, se pone en marcha el grupo y, a través de un inversor-cargador, suministra energía a la instalación y simultáneamente carga las baterías hasta que éstas adquieren un nivel óptimo.

3. CONCLUSIONES
Durante los últimos veinticinco años, el interés por el desarrollo y aplicación de energías regenerativas ha crecido conjuntamente con la búsqueda de mejorar costos y rendimientos. La variedad de posibilidades y recursos para generar calor y electricidad que existe actualmente permite combinar distintas fuentes, mejorar la autonomía de la instalación y la relación entre la inversión y la energía disponible.
Comunmente, la utilización de energía solar y eólica se utiliza en aplicaciones mínimas o en proyectos de ingeniería experimentales y de envergadura. Por lo tanto, queda un importante número de potenciales usuarios que no encuentra un sistema capaz de suministrarle la energía requerida.
Hoy, el uso de la energía alternativa es confiable. Un proyecto adecuado y un montaje preciso conforman un sistema seguro y eficiente. El avance de la tecnología, la reducción de costos de fabricación y el conocimiento teórico-práctico, nos permite encontrar en este campo buenas opciones para satisfacer necesidades del hábitat, reduciendo el impacto ambiental negativo.

Por *Arq Fabián Garreta
Diciembre 2001

*El Arq. Fabián Garreta es uno de los interesados en mejorar la calidad de nuestro medio ambiente.
Es investigador del CIHE, SICYT, FADU, UBA, Centro de Investigación Hábitat y Energía, Secretaría de Investigación en Ciencia y Técnica, Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo de lo Universidad de Buenos Aires.
Es docente en las materias "Arquitectura Solar" y "Arquitectura Bioambiental" en la misma facultad, y docente de instalaciones ll en la UNLP Universidad Nacional de La Plata.
Participó y expuso trabajos de investigación en numerosos congresos, seminarios y jornadas relacionados con el aprovechamiento de recursos renovables.
Desde el año 1997 realiza proyectos y montaje de sistemas de solares térmicos y fotovoltaicos, eólicos e híbridos, y brinda asesoramiento técnico en esas áreas a profesionales del mercado rural y a estudios de arquitectura.

Eco2site agradece su colaboración.

 

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