Tecnologías de Generación Eléctrica: Fundamentos de la Energía Solar y Eólica

La Energía Solar: Un Recurso Inagotable

La energía solar es un recurso inagotable y accesible. Está llamada a ser la gran alternativa a los combustibles fósiles, y su desarrollo en el último decenio parece confirmarlo. Es una energía que puede ser empleada para producir electricidad directamente, para generar vapor que a su vez producirá electricidad, o como emisor térmico.

Funcionamiento de las Células Fotovoltaicas

Las células fotovoltaicas funcionan según un fenómeno físico denominado efecto fotoeléctrico.

1. Cuando un número suficiente de fotones impacta en una placa semiconductora, como el silicio, pueden ser absorbidos por los electrones que se encuentran en la superficie de esta.
2. La absorción de energía adicional permite a los electrones (cargados negativamente) liberarse de sus átomos.
3. Los electrones se empiezan a mover, y el espacio libre que dejan lo ocupa otro electrón de una parte más profunda del semiconductor.
4. Como resultado, una parte de la lámina tiene una mayor concentración de electrones que la otra, lo que origina voltaje entre ambos lados.
5. Al unir ambos lados con un cable eléctrico, se permite que los electrones fluyan de un lado a otro de la lámina, lo que se conoce como corriente eléctrica.

Los módulos fotovoltaicos proporcionan corriente eléctrica continua que se puede transformar en corriente alterna mediante un inversor e inyectar en la red eléctrica, para su venta o bien para su consumo.

Plantas de Energía y Almacenamiento

Es un proyecto cuyo objetivo es producir baterías que puedan almacenar o complementar la energía procedente de la energía fotovoltaica.

Tecnología Termosolar y Térmica

La energía proveniente del sol puede no solo transformarse en electricidad a través de los paneles fotovoltaicos. También puede hacerse mediante la tecnología termosolar o termoeléctrica; e incluso puede aprovecharse el calor sin generar electricidad, lo que se conoce como energía solar térmica.

Obtención de Electricidad mediante Termosolar

Para la obtención de electricidad, numerosos espejos llamados heliostatos, colocados cada uno en un ángulo determinado para reflejar la luz, concentran el haz en la superficie de una torre, elevando la temperatura de esta a miles de grados.

• Esta torre es refrigerada con sales fundidas que absorben el calor, transportándose a un tanque.
• Entonces la planta deja de ser solar y se convierte en térmica, ya que tras bombear las sales calientes a un intercambiador de calor por agua, se genera vapor que mueve una turbina y permite generar electricidad.

Aplicación de la Solar Térmica

En el caso de la solar térmica, la tecnología se destina esencialmente para la producción de agua caliente sanitaria (ACS) y es uno de los sistemas más fácilmente implementables en la vivienda.

Energía Eólica: Aprovechamiento del Viento

Energía producida por el viento, utilizando una turbina eólica de 12 kW para producir electricidad en corriente continua.

El Aerogenerador y la Conversión de Energía

El aerogenerador es un molino de viento al que se le ha añadido una turbina eléctrica. La energía cinética del aire en movimiento proporciona energía mecánica a un rotor que, a través de un sistema de transmisión mecánico, hace girar el rotor de un generador, convirtiéndola en energía eléctrica.

• Un multiplicador, el sistema de engranaje interno del molino, permite transformar la baja velocidad de giro del eje del rotor en alta velocidad que se transmite a un segundo eje, que es el que mueve el rotor del generador.
• Este alternador produce electricidad distribuible inmediatamente a la red.

Contexto Nacional

En la actualidad, nuestro país cuenta con 44 parques eólicos: 41 de ellos en Nafarroa y 3 en la CAPV (Comunidad Autónoma del País Vasco).