Tipos de energía solar: ¿cuál le conviene a tu empresa?

Un poco de teoría

El Sol emite una gran cantidad de radiación electromagnética procedente de los distintos procesos termonucleares que tienen lugar en su núcleo y su superficie. Esta energía liberada viaja por el espacio y llega a la Tierra. Después de ser filtrada y atenuada por la atmósfera, se calcula que la potencia media que incide sobre la superficie terrestre, denominada irradiancia, es de aproximadamente 1 000 W/m2.

Hoy en día el reto tecnológico es poder aprovechar toda esta energía renovable, gratuita y asequible con la mayor eficiencia posible. Actualmente somos capaces de captar parte de esa energía, que convertimos en formatos manejables y utilizamos en varios procedimientos diferentes.

¿Qué es la energía solar térmica?

Consiste en calentar agua a distintas temperaturas aprovechando la irradiación solar mediante los llamados paneles solares térmicos. Estos dispositivos se componen de un circuito de tuberías en los que se calienta agua, por eso las tuberías son de materiales con un alto coeficiente de conductividad térmica. El calor se aloja en un receptáculo con aislantes que dificulte la pérdida de energía y con una superficie acristalada transparente con bajas pérdidas por transmisión. En el interior del panel se origina el conocido efecto invernadero, que aumenta gradualmente la temperatura con la incidencia de los rayos del Sol. Así, se consigue calentar el agua que circula por las tuberías que pasan sobre la superficie del mismo.

Este agua caliente que circula por el circuito primario aislado es capaz de calentar el agua que se utiliza en instalaciones sanitarias o en procesos industriales. Hay que tener en cuenta que el agua calentada no se consume directamente sino que intercambia el calor con un circuito secundario y lo almacena en depósitos para posibilitar un consumo con temperaturas entre 45 ºC y 60 ºC.

Existen otros procedimientos para obtener un aumento de la temperatura del agua, o más concretamente de vapor de agua, de hasta 500 ºC mediante dispositivos térmicos. Estos sistemas se utilizan a nivel industrial, como los colectores cilindro-parabólicos, los discos parabólicos o las torres de concentración, que a partir de reflectores y tuberías de alta presión obtienen agua sobrecalentada que se puede utilizar bien directamente en procesos térmicos, o bien para generación de electricidad mediante turbinas adecuadas. Cuando se obtiene electricidad a partir de la energía térmica obtenida del sol hablamos de energía solar termoeléctrica.

Energía solar fotovoltaica

Cuando se capta la energía procedente del Sol para transformarla en energía eléctrica se habla de energía solar fotovoltaica. En el proceso se aprovecha el denominado efecto fotovoltaico de algunos materiales para obtener energía eléctrica en forma de corriente continua.

El efecto foltovoltaico, presente en elementos como el silicio, consiste en la capacidad de estos materiales de generar una diferencia de potencial cuando incide sobre ellos una radiación electromagnética. Cuando se establece un circuito eléctrico entre sus extremos circula una corriente eléctrica que genera una potencia proporcional. Si se asocia de forma adecuada un número determinado de celdas, tanto en serie como en paralelo, se consiguen paneles solares fotovoltaicos con una tensión y potencia aprovechable para usos domésticos e industriales.

Las instalaciones solares fotovoltaicas son capaces de proporcionar la totalidad o parte de la energía eléctricanecesaria para nuestras actividades. En función de si la instalación está aislada del sistema eléctrico de potencia o de si existe una acometida con una empresa comercializadora se distinguen dos tipologías principales:

• Instalaciones aisladas. Las instalaciones aisladas proporcionan en exclusiva la energía electrifica necesaria para la actividad. La potencia necesaria para el funcionamiento de las distintas cargas condicionará el número de paneles solares y la autonomía requerida el número de baterías o acumuladores que se necesitan para abastecer de electricidad en condiciones de baja o nula radiación solar. La energía eléctrica puede utilizarse en forma de corriente continua, tal y como se genera en los colectores fotovoltaicos o en la habitual corriente alterna, para lo que será necesario la instalación de equipos inversores que realicen las transformaciones necesarias. Es necesario tener en cuenta al elegir este tipo de configuración que, en ausencia de radiación solar, si no se usan sistemas de almacenamiento, el abastecimiento de energía eléctrica puede sufrir cortes que afecten a ciertas actividades. Son muy valoradas este tipo de instalaciones en zonas en las que no hay cobertura de la red de transporte o distribución eléctrica. Son útiiles para instalaciones de bombeo de agua en explotaciones agrícolas y ganaderas, en pequeñas construcciones de fin de semana en zonas de difícil acceso, o también en construcciones de carácter bioclimático con una alta concienciación medioambiental y de ahorro energético. Por otra parte, estamos ya acostumbrados a ver pequeñas aplicaciones de estos sistemas, como señales de tráfico autoiluminadas, paneles informativos de tráfico, centros repetidores de señales de comunicaciones y telefonía móvil, que se autoabastecen mediante instalaciones solares fotovoltaicas aisladas con gran éxito y eficiencia.
• Instalaciones conectadas. En otras instalaciones la generación solar convive con la conexión eléctrica tradicional, acudiendo a una compañía eléctrica que pueda suplir en ocasiones la falta de generación renovable. Es necesario tener en cuenta que a raíz de la promulgación del Real Decreto 900/2015 de 9 de octubre, por el que se regulan las condiciones administrativas, técnicas y económicas de las modalidades de suministro de energía eléctrica con autoconsumo y de producción con autoconsumo, es preciso la adecuada incorporación de equipos de medida y seguir los procedimientos administrativos establecidos para este tipo de instalaciones.

¿En qué me baso para elegir un tipo de energía solar?

La elección de uno u otro sistema solar deberá basarse en distintos parámetros:

• La necesidad o no de contar con suministro ininterrumpido de energía eléctrica.
• La potencia requerida para el funcionamiento normal de las distintas cargas.
• La posibilidad de contar con cargas o equipos que funcionen con corriente continua.
• La facilidad de contar con una conexión eléctrica con una compañía eléctrica comercializadora.
• Las posibilidades de vender a la compañía distribuidora de la zona los posibles excedentes de energía eléctrica generada mediante la instalación solar.
• Las necesidades energéticas en distintas formas: electricidad, calor, energía mecánica, etc.

Un riguroso estudio de las necesidades energéticas de las actividades, el cálculo adecuado de las cantidades de energía solar aprovechable en función de la ubicación concreta y de los espacios disponibles para la instalación de los distintos equipos, con una previsión de cargas realista y un adecuado dimensionamiento de la instalación realizados por un proyectista con la suficiente formación y experiencia serán el punto de partida necesario para una instalación eléctrica fotovoltaica exitosa.