Las Fuentes de Energía: La Energía Solar Colegio Alemán de Temperley Las Fuentes de Energía: La Energía Solar Materia: Introducción a la Física Profesora: Laura Soria Grupo: Lenci, Lucas Lirussi Barrere, Alejo Peros, Iván Gabriel Zabala, Nahuel

BREVE HISTORIA DE LA ENERGÍA SOLAR La energía solar viene utilizándose desde los orígenes mismos de la raza humana, como fuente de calor. Veamos a continuación un breve resumen de la evolución del aprovechamiento de esta fuente.

Se dice que Arquímides consiguió quemar las naves romanas que asediaban a Siracusa en el año 212 a.C., concentrando sobre ellas los rayos solares mediante brillantes reflectores.

En el año 1615 un francés, Solomon de Caux, desarrolló una de las primeras máquinas activadas con energía solar que, mediante la expansión de aire con el calor proveniente del Sol, podía bombear agua.

En 1774 Galileo y Lavoisier usaron la energía del Sol en sus investigaciones, empleando una lente de 1320 mm para calentar materiales.

1868 Augustin Mouchot , conde de Buffon utilizó 24 cristales de gafas con los que se percató de que fácilmente podía conseguir un fuego a 20 metros de distancia encendiendo un combustible mezcla de brea y polvo de carbón. Mecanismo con 168 piezas de cristal diseñado por Buffon

Becquerel llevó a la invención en 1893 por Charles Fritts de la primera célula solar real que fue formada por láminas de revestimiento de selenio con una fina capa de oro. Y desde este humilde comienzo se plantearía el dispositivo que hoy conocemos como el panel solar.

Sistema de espejos cóncavos del capitán John Ericsson que permitía recolectar la radiación solar y hacer funcionar un motor. La ilustración data de la década de 1870.

En 1882 Mouchot y Pifre, en París, crearon una máquina solar de vapor, que hacía funcionar una imprenta, utilizando como colector un concentrador parabólico estañado.

Schuman fundó en 1911 su empresa Sun Power Co, creando su primera planta solar en Tancony, Estados Unidos, en 1911, generando un total de 20kW. Tras ello, abrió su siguiente planta solar en Maadi, Egipto, en 1912, consiguiendo generar 88kW. Reflector parabólico de Maadi

En 1954 se desarrolla la primer celda fotovoltaica de silicio, con un rendimiento del 6%, en la Bell Telephone Laboratories, EE.UU. · En 1955 se logra aumentar el rendimiento de la celda fotovoltaica a 11%.

La primera nave espacial que usó paneles solares fue el satélite norteamericano Vanguard 1, lanzado en marzo de 1958.  Este hito generó un gran interés en la producción y lanzamiento de satélites geoestacionarios para el desarrollo de las comunicaciones, en los que la energía provendría de un dispositivo de captación de la luz solar. Fue un desarrollo crucial que estimuló la investigación por parte de algunos gobiernos y que impulsó la mejora de los paneles solares.

Casa diseñada por los estudiantes de arquitectura de la Universidad de Minnesota. Fue construída en la década de los 70 y disponía de paneles solares en el tejado, también dispone de un generador eólico situado detrás de la casa en una torre de 20 metros de altura. El techo contiene un aislante que permite la refrigeración en verano y evita la perdida de calor en invierno.

VENTAJAS: Energía no contaminante. Proviene de una fuente de energía inagotable. Se aprovecha mejor en zonas donde el tendido eléctrico no llega. Los sistemas de captación solar son de fácil mantenimiento. El coste disminuye a medida que la tecnología va avanzando, en relación al encarecimiento de los combustibles fósiles.

DESVENTAJAS: El nivel de radiación varia de una zona a otra y de una estación del año a otra. Para su recolección a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno. Requiere gran inversión inicial. Se debe complementar este método de convertir energía con otros. Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y alejados.

Conversión directa de energía solar en energía eléctrica Energía fotovoltaica Conversión directa de energía solar en energía eléctrica La radiación solar irradia fotones sobre la cara de la célula fotovoltaica y produce una liberación de electrones Radiación directa Radiación difusa

Un circuito solar fotovoltaico está compuesto por: -Panel solar -Controlador de carga -Batería de acumulación -Inversor o convertidor

Energía fototérmica

Colectores solares térmicos Atrapan la energía calórica y la transportan a un fluido de trabajo. Se utilizan para calentar agua, edificios, etc.

Colectores de baja temperatura

Generan entre 60 y 70 grados centígrados. Se utiliza para:

CLIMATIZACIÓN DE PISCINAS: En una instalación solar para climatizar piscinas el sistema de filtración de la piscina bombea el agua a través del colector solar y el calor recogido se transfiere directamente al agua de la piscina.

Agua Caliente Sanitaria: Mediante el aprovechamiento de la energía térmica del sol resulta factible su utilización para el calentamiento del agua como alternativa o complemento junto con otros sistemas tradicionales no renovables como el gas, fuel, electricidad, para lograr el suministro doméstico de agua caliente.

CALEFACCIÓN: Mediante colectores, se aprovecha el calor del sol para utilizarse directamente en el circuito de calefacción o para servir de apoyo y disminuir el consumo de la caldera, precalentando el agua que usa. EL SUELO RADIANTE: Es la forma más eficiente y económica de calentar un hogar, por su limpieza y confortabilidad. Mediante el apoyo con bombas de calor, permiten mantener el suelo caliente en invierno y refrigerándolo mediante agua fría en verano.

Colectores de temperatura media

Genera calor entre 100 y 300 grados Genera calor entre 100 y 300 grados. Trabaja con la radiación solar directa por lo que su utilización es limitada.

Colectores de alta temperatura

Se instalan en zonas con pocos días nublados. Generan más de 500 grados centígrados. Generan electricidad y la transmiten a la red eléctrica.

Tipos de colectores

Existen dos tipos captadores térmicos solares: Captadores de placa plana. Captadores de tubo de vacío.

Captador de placa plana

Captador de tubo de vacío