Explorando la Energía Solar: Sistemas Fototérmicos y Fotovoltaicos

Sistemas Fototérmicos: Conversión de Radiación Solar en Calor

Los sistemas fototérmicos convierten la radiación solar en calor y la transfieren a un fluido de trabajo. El calor se utiliza para diversas aplicaciones, tales como:

• Calentar edificios y agua.
• Mover turbinas para generar electricidad.
• Secar granos.

Colectores Solares: Tipos y Aplicaciones

Los colectores solares se clasifican según el rango de temperatura que alcanzan:

Colectores de Baja Temperatura

Proveen calor a temperaturas menores de 65 ºC mediante absorbedores metálicos o no metálicos. Sus aplicaciones incluyen:

• Calentamiento de piscinas.
• Calentamiento doméstico de agua (por ejemplo, para el baño).
• Actividades industriales donde el calor de proceso no supera los 60 ºC, como la pasteurización o el lavado textil.

Colectores de Temperatura Media

Están diseñados para temperaturas entre 100 ºC y 300 ºC. En esta categoría se encuentran los concentradores estacionarios y los canales parabólicos. Todos ellos efectúan la concentración mediante espejos dirigidos hacia un receptor de menor tamaño. Tienen el inconveniente de trabajar solamente con la componente directa de la radiación solar, por lo que su utilización queda restringida a zonas de alta insolación.

Colectores de Alta Temperatura

Existen tres tipos principales:

1. Colectores parabólicos.
2. Canales parabólicos.
3. El sistema de torre central.

Operan a temperaturas mayores de 500 ºC y se usan generalmente para generar electricidad.

Elementos de un Panel Colector Solar

Un panel colector solar típico se compone de los siguientes elementos:

• Marco
• Vidrio
• Placa absorbedora (con enrejado)
• Aislante térmico
• Caja del sistema

Funcionamiento y Configuración de Colectores Solares Domésticos

La mayoría de los colectores solares tienen una superficie de 2 m² y están conectados a un termotanque de almacenamiento de 200 a 250 L de capacidad. A este sistema se le añaden algunos dispositivos de control a fin de evitar el congelamiento y la pérdida de calor. Las unidades domésticas funcionan mediante mecanismos de termosifón, es decir, mediante la circulación natural que se establece en el sistema debido a la diferencia de temperatura de las capas de líquidos en el tanque de almacenamiento.

Sistemas Fotovoltaicos: Conversión Directa de Energía Solar en Electricidad

Los sistemas fotovoltaicos convierten directamente la energía solar en electricidad. Las celdas fotovoltaicas se fabrican principalmente con silicio, el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre. Cuando el silicio puro se contamina con otros materiales de cierta característica, se obtienen propiedades eléctricas en presencia de luz solar. Los electrones son excitados por la luz y se mueven a través del silicio; este proceso es conocido como el efecto fotovoltaico y produce una corriente eléctrica directa.