La radiación solar es fundamental para la vida en la Tierra, ya que proporciona el incesante suministro de energía que alimenta casi todos los ecosistemas del planeta. Más allá de hacer posible nuestra propia existencia, la energía del sol ha atraído la atención durante décadas como una alternativa limpia y renovable a los combustibles fósiles. Aunque en la actualidad suministra solo una fracción de la energía mundial, la industria solar es un componente en rápida expansión del sector de las energías renovables. Si bien el debate ciertamente continúa sobre el costo, la practicidad y el rendimiento de las instalaciones solares a escala industrial, la tecnología ofrece muchas promesas como fuente de energía sostenible.
Energía solar en la Tierra
El sol produce energía a través de la fusión termonuclear en su núcleo; esta energía se libera de la estrella en forma de neutrinos y radiación electromagnética o solar. Después de un viaje de aproximadamente 8 minutos a través de 150 millones de kilómetros (93,000,000 millas) de espacio, aproximadamente la mitad de una billonésima parte de la radiación solar generada por el sol llega a la Tierra. La atmósfera refleja alrededor del 29 por ciento de esta energía entrante y absorbe aproximadamente el 23 por ciento. Alrededor del 48 por ciento llega a la superficie de la Tierra. Los organismos fotosintéticos, como las plantas verdes, utilizan esta energía para fabricar carbohidratos a partir del carbono y el agua. Este proceso traduce la radiación solar en una forma utilizable por otros seres vivos.
Energía solar para electricidad
La tecnología solar moderna se divide en categorías pasivas y activas. La energía solar pasiva aprovecha el calor o la luz del sol directamente, como en un edificio diseñado para proporcionar luz natural. La tecnología solar activa incluye sistemas fotovoltaicos y termosolares. Una instalación fotovoltaica genera electricidad a partir de la luz solar mediante un semiconductor, un material que produce una carga eléctrica cuando los fotones solares excitan sus electrones. Los sistemas de energía solar térmica concentran y canalizan el calor solar, ya sea para calentar el hogar o para alimentar generadores eléctricos de vapor a escala industrial. En un nivel más amplio, la radiación del sol también es el principal impulsor de muchas otras fuentes de energía. Los restos de organismos alimentados por la luz solar componen carbón e hidrocarburos, por ejemplo, y el calentamiento solar diferencial del planeta ayuda a estimular el aire y corrientes de agua aprovechado a través de la energía del viento y las olas.
Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero
La quema de combustibles fósiles introduce gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano en la atmósfera. Estos gases se denominan así porque absorben la radiación de onda larga saliente del planeta y se cree que aumentan las temperaturas globales, un proceso algo similar a la función de un invernadero. El uso de energía solar no emite gases de efecto invernadero, aunque las emisiones pueden resultar de la producción e instalación de tecnología solar. Una evaluación de 2014 publicada por la Agencia Internacional de Energía sugirió que los sistemas de energía fotovoltaica y térmica podrían constituir potencialmente la mayor fuente de electricidad mundial para 2050. Este escenario, calculó la agencia, podría evitar más de 6 mil millones de toneladas de emisiones anuales de dióxido de carbono para ese año.
Más sostenible y resiliente
En comparación con las reservas de combustibles fósiles, que son finitas en la escala de tiempo humana, la radiación solar es un recurso renovable de extraordinaria escala. Como señala la IEA en un informe de 2011, "la energía solar es el recurso energético más grande de la Tierra, y es inagotable". La cantidad de energía solar recibida por la Tierra en un año supera la energía que se ha obtenido del petróleo, gas natural, carbón y fuentes nucleares en la historia de humanidad. La cantidad que recibe el planeta en una hora es mayor que el consumo energético anual total del planeta. Debido a que las instalaciones solares pueden estar tan dispersas y debido a que están compuestas por muchos dispositivos separados, están mejor protegidas contra interrupciones eventos como tormentas, que pueden dejar sin energía a grandes poblaciones dañando solo un generador o una estación transformadora en una electricidad centralizada red. Y debido a que muchas tecnologías solares utilizan menos agua que las plantas de energía nuclear o de combustibles fósiles, también pueden ser más resistentes frente a la sequía.
Versátil, de bajo mantenimiento y flexible
La energía solar es altamente modular, compuesta por muchas instalaciones individuales que se pueden unir entre sí, y se pueden implementado en muchas escalas, desde la generación distribuida a través de paneles solares en la azotea hasta una planta térmica a escala de servicios públicos. A partir de 2014, una planta generadora térmica a gran escala en California, el sistema de generación eléctrica solar Ivanpah, es la planta de energía de concentración más grande del mundo. Tiene una capacidad máxima, que no debe confundirse con las cifras reales de generación, de 393 megavatios, o suficiente electricidad para abastecer a 94,400 hogares promedio en los Estados Unidos. Una vez instalada, la tecnología solar también tiende a requerir poco mantenimiento. Mientras tanto, las instalaciones solares altamente localizadas pueden funcionar bien en áreas rurales o en desarrollo donde la energía de la red no está disponible, no es confiable o es muy costosa.
Ventajas de costos
La tecnología solar activa, como los generadores Ivanpah, generalmente requiere una inversión inicial significativa, pero los costos operativos son bajos y el combustible (luz y calor del sol) es gratuito. A través de mejoras tecnológicas, mercados en expansión y subsidios e incentivos gubernamentales, los costos de la tecnología solar han disminuido en los últimos años. En 2014, el Departamento de Energía de EE. UU. Señaló que el costo de los paneles fotovoltaicos había bajado de precio en un 50 por ciento durante los tres años anteriores. En comparación con las fluctuaciones de precios volátiles típicas de los combustibles fósiles, derivadas de la tensión política, los conflictos y otros Factores regionales: la energía solar ofrece el potencial para costos de energía más estables, lo que beneficia tanto a los consumidores como a los servicios públicos. Además, hogares o negocios en ubicaciones remotas que enfrentan altos gastos para obtener energía de Una red centralizada puede ahorrar dinero al desconectarse de la red con energía solar a pequeña escala. instalaciones.
Empleos en el sector solar
La energía renovable en general se considera más intensiva en mano de obra que el sector de los combustibles fósiles y, por lo tanto, es capaz de soportar más puestos de trabajo por unidad de energía producida. Según el censo nacional de empleos solares de 2013 de la Fundación Solar, más de 142.000 personas trabajaron en la industria solar de los Estados Unidos en 2013, un aumento de aproximadamente el 20 por ciento desde 2011. Un análisis de 2009 de la Unión de Científicos Preocupados sugirió que, si Estados Unidos generara al menos el 25 por ciento de su electricidad a partir de fuentes renovables para el 2025, el esfuerzo podría resultar en más de tres veces la cantidad de nuevos empleos que se crearían al depender solo de los combustibles fósiles para el equivalente. producción.
Salud y seguridad humana
Más allá de la emisión de gases de efecto invernadero, la combustión de combustibles fósiles puede contaminar el aire y el agua, afectando negativamente la salud humana a escala local y regional. La Unión de Científicos Preocupados calcula las repercusiones económicas de tales problemas de salud en los Estados Unidos entre $ 361,7 y $ 886,5 mil millones. La energía solar, por el contrario, no contamina. La tecnología también puede reducir la contaminación acústica asociada con la generación de energía; Las instalaciones solares fotovoltaicas son esencialmente silenciosas. Se considera que su funcionamiento es seguro para los humanos y es poco probable que produzcan cantidades peligrosas de radiación. La energía solar también se puede emplear para tratar o purificar el agua potable, un beneficio significativo para la salud pública en el mundo en desarrollo.
Independencia energética y seguridad nacional
En comparación con otras fuentes potenciales de energía, la luz solar es un recurso disponible universalmente, aunque, por supuesto, varía geográfica y estacionalmente en cantidad e intensidad. Aprovechar un suministro de energía nacional potencialmente productivo puede reducir la dependencia de un país de las fuentes de energía extranjeras. Además, así como un sistema de energía distribuida está mejor protegido de los desastres naturales, también es menos vulnerable que una red eléctrica centralizada a los ataques terroristas.
