Energa solarQu es la energa solar?Es una fuente de energa de origen renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiacin electromagntica procedente del Sol.La radiacin solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigedad, mediante diferentes tecnologas que han ido evolucionando con el tiempo desde su concepcin. En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de captadores como clulas fotovoltaicas, helistatos o colectores trmicos, que pueden transformarla en energa elctrica o trmica. Es una de las llamadas energas renovables o energas limpias, que pueden ayudar a resolver algunos de los problemas ms urgentes que afronta la humanidad.El sol es una de las fuentes de energa ms prometedoras para sustituir las energas fsiles. La energa solar es abundante, inagotable y gratuita y es ms predecible que la energa elica. De este modo, la energa solar est llamada a ser una de las opciones tecnolgicas que contribuirn de forma masiva a cubrir la demanda energtica mundial con una alta rentabilidad medioambiental.El valor energtico de la radiacin solar puede ser aprovechado directamente o convertido en otras formas de energa til mediante las tecnologas solares. La energa solar presenta un gran nmero de opciones tecnolgicas con desarrollos que hay que potenciar. En el caso particular de la energa solar termoelctrica, destaca el funcionamiento de las primeras plantas comerciales y el avance hacia los sistemas de almacenamiento trmico a gran escala.De este modo, la evolucin tecnolgica de la energa solar y el aumento de precio de las energas fsiles permitirn a medio-largo plazo soluciones competitivas de plantas termosolares o hbridas con otras energas fsiles o renovables.Actualmente, y gracias a los avances tecnolgicos, la sofisticacin y la economa de escala, el coste de la energa solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras clulas solares comerciales, aumentando a su vez la eficiencia, y su coste medio de generacin elctrica ya es competitivo con las fuentes de energa convencionales en un creciente nmero de regiones geogrficas, alcanzando la paridad de red. Otras tecnologas solares, como la energa solar termoelctrica est reduciendo sus costes tambin de forma considerable.Energa radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusin. Llega a la Tierra a travs del espacio en cuantos de energa llamados fotones, que interactan con la atmsfera y la superficie terrestres. La intensidad de la radiacin solar en el borde exterior de la atmsfera, si se considera que la Tierra est a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es 1,37 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que parece ser que vara un 0,2% en un periodo de 30 aos. La intensidad de energa real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorcin y a la dispersin de la radiacin que origina la interaccin de los fotones con la atmsfera.La intensidad de energa solar disponible en un punto determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del da del ao, de la hora y de la latitud. Adems, la cantidad de energa solar que puede recogerse depende de la orientacin del dispositivo receptor.Cmo se produce la energa solar?Las diferentes tecnologas solares se clasifican en pasivas o activas segn cmo capturan, convierten y distribuyen la energa solar. Las tecnologas activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores trmicos para recolectar la energa. Entre las tcnicas pasivas, se encuentran diferentes tcnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimtica: la orientacin de los edificios al Sol, la seleccin de materiales con una masa trmica favorable o que tengan propiedades para la dispersin de luz, as como el diseo de espacios mediante ventilacin natural.La fuente de energa solar ms desarrollada en la actualidad es la energa solar fotovoltaica. Segn informes de la organizacin ecologista Greenpeace, la energa solar fotovoltaica podra suministrar electricidad a dos tercios de la poblacin mundial en 2030.Energa Solar FotovoltaicaEl sistema de aprovechamiento de la energa del Sol para producir energa elctrica se denomina conversin fotovoltaica.Las clulas solares estn fabricadas de unos materiales con unas propiedades especficas, denominados semiconductores.Para entender el funcionamiento de una clula solar, debemos de entender las propiedades de estos semiconductores.Propiedades de los semiconductores.Los electrones que se encuentran orbitando al rededor del ncleo atmico no pueden tener cualquier energa, solamente unos valores determinados, que son denominados, niveles energticos, a los que se pone nombre: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p.Las propiedades qumicas de los elementos estn determinadas por el nmero de electrones en su ltima capa y por electrones que faltan para completarla. En el silicio, material que se usa para la construccin de una clula solar, en su ltima capa, posee cuatro electrones y faltan otros cuatro para completarla.Cuando los tomos de silicio se unen a otros, comparten los electrones de las ltimas capas con la de los tomos vecinos, formando lo que se denomina enlace covalente. Estas agrupaciones dan lugar a un slido de estructura cristalina.De la forma, que los electrones de un tomo no pueden tener cualquier energa, los electrones de un cristal tampoco pueden tomar cualquier energa.Teniendo en cuenta que en el tomo sus propiedades se determinan en la ltima capa, ahora son agrupaciones de capas, llamadas bandas de energa, y que definen las propiedades electrnicas de un cristal.Las dos ltimas capas ocupadas por electrones reciben el nombre de banda de conduccin y banda de valencia. Estas estn separadas por una energa denominada gap.Para poder entender esto describiremos los tipos de materiales existentes, elctricamente hablando: Conductores, disponen de unos electrones de valencia poco ligados al ncleo y que pueden moverse con facilidad dentro de la red cristalina respondiendo a un estmulo externo. Semiconductores, sus electrones de valencia estn ms ligados a sus ncleos que los conductores, pero basta suministrar una pequea cantidad de energa para que se comporten igual que estos. Aislantes, los electrones de valencia estn fuertemente ligados al ncleo y la energa a suministrar para poder desprenderse del tomo sera excesivamente grande.Llegando a este punto, podemos decir que a cierta temperatura, algunos electrones tendrn energa suficiente para desligarse de los tomos, a estos electrones libres se les denomina "electrones" y se les asocia con los niveles energticos de la banda de conduccin.A los enlaces que han dejado vacos se les denomina "huecos"; para entender mejor este racionamiento diremos que los "huecos" se comportan de la misma forma que partculas con carga positiva.Si pusiramos un cristal de estas caractersticas, lo nico que conseguiramos sera calentar el cristal, ya que los electrones se moveran dentro del propio cristal, se generaran pares electron-hueco, que constan de un electrn que se mueve y deja un hueco, a ese hueco ir otro electrn prximo, generando otro hueco y as sucesivamente.Para generar una corriente elctrica hace falta un campo magntico, que se consigue con la unin de dos cristales semiconductores, uno de tipo "p" y otro de tipo "n".Estos semiconductores se obtienen con un cristal semiconductor muy puro, introducindoles impurezas (dopado).Una de las regiones se dopa con fsforo, que tiene cinco electrones de valencia, uno ms que el silicio, de forma que esta regin dopada muestra una afinidad por los electrones mayor que el silicio puro. A esta regin se le denomina de tipo n.La otra regin de dopa con boro, que tiene tres electrones de valencia, uno menos que el silicio, de forma que esta regin muestra una afinidad por los electrones inferior que el silicio puro. A esta regin se le denomina de tipo p.De esta forma, teniendo un cristal semiconductor de silicio formado por una regin de tipo p y otra regin de tipo n, se consigue una diferencia de potencial que hace que los electrones tengan menos energa en la zona n que en la zona p. Por esta razn los electrones son enviados a la zona n y los huecos a la zona p.Cuando inciden fotones sobre este tipo de semiconductor, unin p-n, es cuando entonces se rompen algunos enlaces, generndose de esta forma pares electrn-hueco.Las clulas solares, para poder suministrar energa al exterior, van provistas de unos dedos o mallas de metalizacin frontal, que consisten en partes metlicas por la que circula al exterior la corriente elctrica generada.Si esta generacin se produce a una distancia de la unin menor que lo que se denomina longitud de difusin, estos pares sern separados por el fuerte campo elctrico que existe en la unin, movindose el electrn hacia la zona n y el hueco hacia la zona p. De esta forma se da una corriente de la zona n a la zona p.Si estos electrones consiguen ser recolectados por la malla de metalizacin, obtendremos energa elctricaSi la longitud de difusin es muy corta, el par electrn-hueco, se recombinar, lo cul dar origen a calor.Por supuesto esto siempre que la clula est iluminada.De todas formas no todos los fotones incidentes generan electricidad, hay factores que hacen que existan prdidas en esta generacin. Energa de fotones incidentes, hay veces que los fotones incidentes no disponen de la energa necesaria para romper un enlace covalente y crear un par electrn-hueco, y otras, el fotn tiene demasiada energa, lo cual se disipa en forma de calor. Recombinacin, es el hecho de que los electrones liberados ocupen un hueco prximo a ellos. Reflexin, parte de la radiacin incidente en la clula es reflejada. Malla de metalizacin, estos contactos elctricos en el exterior de la clula, disminuye la superficie de captacin. Resistencia serie, es el efecto Joule producido por el paso de electrones a travs del silicio, la malla de metalizacin y resistencia de los contactos de conexin elctricas al circuito exterior. Resistencia paralelo, tiene origen en las imperfecciones de la unin p-n, creando fugas de corriente.Estas clulas conexionadas entre s, y montadas en un mdulo o panel es lo que llamamos panel solar. Cuyas caractersticas elctricas vienen determinadas por el nmero y forma de conexin de las clulas.Conexin serie, conexionadas de forma que el lado p sea conectado con el lado n de otra clula, as sucesivamente, quedando cada extremo con un lado n y otro p.Las tensiones generadas de cada clula se suman, la corriente es el valor de una clula.Conexin paralelo, conexionados todos los lados de tipo p, por un lado, y los de tipo n por otro.La tensin generada es la de una clula y la corriente es la suma de todas.Conexin mixta, es la conexin en serie y en paralelo de las clulas.Donde la tensin generada es la suma de las tensiones de clulas en serie y la corriente es la suma de todas las clulas en paralelo.Itotal = I x nmero de clulas en paraleloVtotal = V x nmero de clulas en serieExisten varios tipos de paneles fotovoltaicos, que se diferencian bien por su tecnologa de fabricacin de clulas o por su aplicacin. Silicio monocristalino Silicio policristalino Silicio amorfo Policristalinos de lmina delgada Paneles para el espacio Sulfuro de cadmio y sulfuro de cobre Teluro de cadmio Seleniuro de cobre e indio Arseniuro de galio o de concentracin BifacialesEnerga Solar TrmicaUn sistema de aprovechamiento de la energa solar muy extendido es el trmico. El medio para conseguir este aporte de temperatura se hace por medio de colectores.El colector es una superficie, que expuesta a la radiacin solar, permite absorber su calor y transmitirlo a un fluido. Existen tres tcnicas diferentes entre s en funcin de la temperatura que puede alcanzar la superficie captadora. De esta manera, los podemos clasificar como:Baja temperatura, captacin directa, la temperatura del fluido es por debajo del punto de ebullicin.Media temperatura, captacin de bajo ndice de concentracin, la temperatura del fluido es ms elevada de 100C.Alta temperatura, captacin de alto ndice de concentracin, la temperatura del fluido es ms elevada de 300C.Los colectores de baja temperatura generalmente son placas planas usadas para calentar agua. Los colectores de temperatura media tambin usualmente son placas planas usadas para calentar agua o aire para usos residenciales o comerciales. Los colectores de alta temperatura concentran la luz solar usando espejos o lentes y generalmente son usados para la produccin de energa elctrica. La energa solar trmica es diferente y mucho ms eficiente que la energa solar fotovoltaica, la que convierte la energa solar directamente en electricidad. Mientras que las instalaciones generadoras proporcionan solo 600 megavatios de energa solar trmica a nivel mundial a octubre de 2009, otras centrales estn bajo construccin por otros 400 Megavatios y se estn desarrollando otros proyectos de electricidad solar de concentracin por un total de 14 Gigavatios.

Bibliografa: http://www.monografias.com/trabajos/fuentesener/fuentesener.shtml http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar http://www4.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/07Energ/150EnSolar.htm