La luz solar que recibe la Tierra durante hora y media es suficiente para satisfacer el consumo de energía del mundo durante todo un año, afirma la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable de Estados Unidos. De allí que el reto sea recolectar parte del calor y la luz del sol para convertirlos en energía.
Existen dos tecnologías que permiten aprovechar la radiación electromagnética del sol: la tecnología solar fotovoltaica (que convierte directamente la luz solar en electricidad) y la tecnología solar térmica (que capta la luz para convertirla en calor).
Cuando se habla de energía solar, pocas veces se hace la distinción respecto al tipo de tecnología utilizada. Sin embargo, es importante conocer en qué consiste cada una para determinar qué alternativa es la más conveniente en función de las necesidades de la empresa.
Cómo funciona la tecnología solar (fotovoltaica y térmica)
La tecnología solar fotovoltaica se basa en el efecto fotovoltaico, que ocurre por el impacto de una radiación electromagnética (como la del sol) contra una superficie hecha de un material especial como el silicio y el telururo de cadmio. Así, al liberarse un electrón, se produce la corriente eléctrica.
La energía solar térmica, por su parte, utiliza la luz del sol para calentar agua o cualquier otro fluido. Para convertir la energía captada en calor se utilizan diferentes dispositivos según el rango de temperaturas en el que se calienta el líquido o el gas. Por ello esta energía se divide en dos: la termosolar de baja temperatura y la energía solar concentrada (CSP, por sus siglas en inglés).
La energía de baja temperatura utiliza colectores solares para absorber el calor de los rayos del sol y transferirlo a un fluido caloportador (agua, aire, anticongelante), que a su vez lo transporta a las áreas que se van a calentar, que alcanzan temperaturas inferiores a 100 °C. Para alcanzar mayores temperaturas se necesita concentrar la radiación solar con un sistema CSP.
Por su parte, la energía solar concentrada (CSP) se emplea para generar electricidad. Utiliza colectores que consisten en reflectores o espejos cilíndricos-parabólicos que concentran la luz del sol para calentar un fluido a altas temperaturas. Posteriormente, se produce vapor que acciona una turbina y permite generar energía eléctrica.
Tecnología solar fotovoltaica y térmica: ¿en qué se diferencian?
A partir de las diferencias en el funcionamiento de las tecnologías de energía solar, se pueden establecer otras distinciones.
Versatilidad
El principio de la tecnología solar fotovoltaica es producir electricidad de forma directa, mientras que el de la térmica es aprovechar la luz solar para convertirla en calor. En este sentido, la primera tiene más aplicaciones, pues se puede utilizar directamente para iluminación, alimentación de equipos industriales y vehículos, o calefacción.
En cambio, la energía térmica de baja temperatura solo funciona para el calentamiento de agua y algunas modalidades de climatización. Aunque la de concentración es más versátil, el proceso para generarla resulta más complejo que el de la fotovoltaica.
Eficiencia
En este aspecto hay que considerar dos puntos. A la hora de recolectar el calor de los rayos del sol, los equipos de energía solar térmica son hasta 70% más eficientes que los de fotovoltaica. Esto ocurre, en parte, porque esta tecnología es capaz de funcionar incluso en los días fríos y nubosos, siempre que haya un mínimo de radiación solar.
Sin embargo, esta diferencia es cada vez menor debido al desarrollo de sistemas sofisticados de almacenamiento de energía en baterías, especialmente de litio. También es importante considerar la capacidad de las centrales eléctricas. Las más grandes de las fotovoltaicas superan los 500 MW, mientras que las térmicas no sobrepasan los 400 MW.
Durabilidad
Algunos de los componentes más importantes de las instalaciones fotovoltaicas (como las baterías o el inversor) suelen tener garantías de entre diez y doce años, sobre todo si son de litio. En otros componentes, como las placas solares, las garantías son incluso más largas, de unos 25 años en algunos casos.
Como contraparte, la mayoría de los equipos de circulación forzada, que se utilizan para la energía termosolar, tienen garantías de entre cinco y diez años. Esto no significa necesariamente que esta sea la vida útil de estos equipos, pues depende de otros factores, como el adecuado mantenimiento.
Mantenimiento
Estas dos tecnologías también se diferencian en este aspecto. Los equipos empleados en los sistemas fotovoltaicos no tienen piezas móviles. Por esta razón, no requieren demasiado mantenimiento, más allá de las revisiones periódicas establecidas por la ley o recomendadas por el proveedor.
En los equipos de energía solar térmica el mantenimiento es más complejo. Al incluir piezas móviles, como bombas hidráulicas, requieren una revisión minuciosa y frecuente para evitar que disminuya su eficiencia.
¿Qué tecnología utilizar?
Depende, principalmente, de las necesidades energéticas de la empresa. Si se trata de generar energía para calefacción, puede que la termosolar sea la más adecuada. Suele ser muy rentable en instalaciones con alta demanda de sistemas de calefacción de alto mantenimiento. Pero si el objetivo es producir energía limpia para una variedad de propósitos, la fotovoltaica es una mejor alternativa.
La elección de la tecnología también depende, aunque en menor medida, de otros factores como el espacio disponible para la instalación del sistema. Así, la fotovoltaica suele ocupar más espacio que la termosolar.
Dado que ambas tecnologías ofrecen muchas ventajas para la generación de energía limpia, también es posible optar por sistemas solares híbridos. De hecho, la combinación entre energía fotovoltaica y termosolar muestra mejores resultados y se considera la ruta tecnológica de generación de energía solar más prometedora, de acuerdo con Solar Magazine, un medio especializado en la industria de la energía solar.
Conclusiones:
En la carrera hacia la sostenibilidad, la energía solar se presenta como una solución eficiente y accesible para las empresas. En Colombia el avance en esta materia ha sido importante, pues en 2021 la capacidad instalada para la generación de esta energía tuvo un crecimiento de cerca del 113,95% comparado con 2020, según datos de Statista.
Apostar por la energía solar, sea fotovoltaica, térmica o híbrida, puede llevar a las empresas de cualquier sector a dar un salto competitivo relevante. Como recurso renovable y no contaminante, contribuye con las metas de sostenibilidad de las empresas. Además, gracias a la Ley de Energías Renovables, se pueden obtener importantes beneficios económicos.
Puntos importantes:
- Existen dos tecnologías para aprovechar la radiación electromagnética procedente del sol: la fotovoltaica y la térmica.
- El principio de la tecnología solar fotovoltaica es producir electricidad de forma directa, mientras que el de la térmica es aprovechar la luz solar para convertirla en calor.
- La elección entre una y otra tecnología depende, en principio, de las necesidades energéticas de cada empresa.
- La generación de energía híbrida (fotovoltaica y térmica) es una ruta tecnológica muy prometedora.
- En la carrera hacia la sostenibilidad, la energía solar se presenta como una solución eficiente y accesible para las empresas.
