Embed Size (px)
Citation preview
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 2
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
Cómo Aprovechar la Energía del Sol
Reporte del libro: “Utilice Gratis la Energía del Sol”
Autor: Eliseo Sebastián www.eliseosebastian.com
BREVE HISTORIA: EVOLUCIÓN DE LA ENERGÍA
Cambios a través del tiempo
Hoy es fácil encender una vela o un palo de
madera seca, pero para nuestros primeros
antepasados, el producir una chispa y
encender un fuego debió haber sido muy
complicado y sorprendente.
La energía es propia de cada cuerpo que sirve para producir un trabajo de emisión
de luz, de radiación, de movimiento mecánico, de generación de calor y otros, en
donde sus magnitudes físicas se manifiestan en formas como „energía radiante‟,
„energía eléctrica‟, „energía química‟, cinética, potencial, respetando el principio de
conservación de su energía.
¿PRIMERA FUENTE DE ENERGÍA?
La madera ha sido, en la historia de la humanidad, el pilar de la vida. Usada
principalmente para vivienda y el transporte en toda la historia junto con el agua y la
tierra. Como primera fuente de energía se quemaba la madera para producir la
energía del calor y la luz. En esa época no se conocían absolutamente ningún tipo
de máquinas. Paralelamente los primeros hombres aprovechaban la energía del sol
y el viento acorde a sus necesidades básicas.
Según avanzaban los años, alrededor de los 3 500 aC, los egipcios construyeron los
primeros barcos de vela para aprovechar el poder del viento y viajar más rápido,
afrontar el incremento del comercio con los países vecinos. Por los 500 dC los
griegos estaban construyendo lo que hoy llamamos “la energía solar pasiva", en sus
casas para aprovechar mejor la luz del sol y el calor. El 85 dC los romanos
disfrutaban de los baños con agua caliente geotérmica de fuentes termales.
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 3
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
Por la misma época, los griegos también avanzaron en el uso de agua corriente.
Desarrollaron los molinos para moler el grano, una tarea anteriormente realizada por
la mano o con tracción animal. Y por los 640 dC, en lo que hoy es
Irán, los persas también habían encontrado una nueva forma de
moler el grano, utilizando molinos con grandes hojas de madera
para capturar la energía eólica. Los europeos adoptaron la idea y
utilizaron versiones modificadas de estos molinos de viento en
toda la época medieval.
La madera siempre ha sido el recurso energético más utilizado. Por los años 1300
los alemanes construyeron los primeros altos hornos para quemar la madera a
temperaturas extremadamente altas, lo que les permitía fundir y producir grandes
cantidades de hierro. Tipologías ancestrales continúan siendo válidas. Durante los
siglos siguientes mucho de la superficie forestal de Europa se ha empleado para la
obtención de hierro y la construcción de buques además siempre para la
construcción de palacios, templos y casas del siglo XX aC. Al descubrirse nuevas
técnicas y materiales para la construcción, tales como el hormigón armado, el hierro,
el cristal, el cartón, la fibra textil y todos los sustitutos, disminuyeron en gran medida
el uso de la madera.
EL CARBÓN, PODEROSA FUENTE DE ENERGÍA
Durante el siglo I dC empezaron a quemar el carbón para sólo calefacción. Después
pasó más de un millar de años para que esta materia
prima se convirtiera en una fuente predominante de
energía. Muchos documentos amparan que fueron los
chinos quienes evidenciaron la explotación de carbón
en el siglo XI aC, pero las primeras explotaciones
industriales de yacimientos carboníferos datan del
siglo XII dC. La introducción del ladrillo refractario y su uso en chimeneas hicieron
que el carbón sea el recurso del siglo XVIII fuente de energía poderosa por
excelencia.
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 4
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
En Inglaterra, el carbón a finales de 1 600 se había convertido en la fuente de
energía más codiciada y más popular que la madera. Los
británicos tenían muchos yacimientos carboníferos. Había
problemas de inundaciones de profundidad en las minas de
carbón debido a las corrientes de agua de las rocas. Se
necesitaba una forma de bombear el agua. Afortunadamente
en 1698, Thomas Savery inventó una de las primeras
máquinas de vapor viable, el cual, en gran medida, resolvía el
problema de las inundaciones a pesar de las explosiones de vapor de agua hervida
por la quema de carbón para el motor de la bomba.
Florece la industria textil también en Inglaterra durante este tiempo. Aparecieron
inventores revolucionarios que desarrollaron máquinas a vapor con el uso del
carbón. Máquinas para hilar y tejer telas más rápido y más barato que las ruedas
impulsadas por la energía del agua que potenciaban las primeras grandes fábricas.
Las ruedas, conocidas hoy como “turbinas de agua”, siguen siendo populares y
útiles en los trabajos de levantamiento de agua para el riego en la agricultura y la
rotación de grandes piedras para la trituración y molienda de los granos.
Hasta la década de los 60, el carbón fue la más importante fuente primaria de
energía en el mundo. Al final de los 60 pasó a ser superado por el petróleo.
Un avance importante en este momento fue la
producción de coque, producto de la
destilación e hidrólisis (coquización)
del carbón mineral coquizable. El
coque, que es otra poderosa fuente
de energía y reductor a la vez,
alcanza temperaturas extremadamente altas cuando se quema
éste. Su uso siempre ha permitido una mayor producción de hierro
en los „altos hornos‟ y para la obtención del plomo bullón a partir
de la galena (PbS) en los „hornos de manga‟.
Los avances que impulsaron la revolución industrial, una de las más importantes fue
la mejora en los métodos para la producción de hierro. La maquinaria pesada de
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 5
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
hierro desempeñó un papel clave en el crecimiento de la manufactura, y el carbón
fue la fuente de energía que lo hizo posible.
El primer horno capaz de generar alto grado de calor, sobre los 1 300 oC, apareció
en Europa durante el siglo XIV y fue precisamente en estos, conocidos hasta hoy,
“altos hornos” que se aplicaban por primera vez el concepto de inyección de aire
para aprovechar el oxígeno de éste.
Inicialmente se utilizaba el carbón de madera como combustible. Con el tiempo
modificaron hasta el logro de suficientemente cantidad de calor para fundir el mineral
de hierro en la siderurgia y en los hornos de manga en la metalurgia para la
producción de plomo, gracias a la producción del coque a partir del carbón mineral.
Es oportuno mencionar que en muchos países al „coque vegetal‟ lo conocen como
„carbón‟, mientras que minería el carbón es materia prima para la obtención de
coque que se distingue bien como coque siderúrgico o coque metalúrgico. El coque
es producto del proceso de coquización a partir del carbón bituminoso o sub-
bituminoso destilados en hornos refractarios horizontales.
La demanda de coque en esos hornos se acrecentaba cada año, para producir
toneladas de hierro, y más tarde, toneladas de acero porque ya se fabricaban
máquinas industriales. La gente podía viajar más rápido y el trabajo en las fábricas
eran las 24 horas del día.
El carbón es el combustible fósil más abundante y ampliamente distribuido en todo el
mundo que enfrenta la creciente demanda de energía pero a costas de producción
de hidrocarburos y óxidos de carbono (COx) indeseables en el ecosistema.
VAPOR DE AGUA: REVOLUCIÓN INDUSTRIAL
Aparecieron los motores con mayor requerimiento en cantidades de carbón para
calentar el agua para el vapor, por lo que el carbón - la industria de la minería - fue
un gran negocio. Nuevas oportunidades en la evolución de las industrias haciendo
que los habitantes de unos países emigraran a otros donde no podían ocupar
puestos en fábricas y minas pero sobrevivían en lugares donde soportaban
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 6
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
dificultades de la promesa de progreso. Las poblaciones aumentaban rápidamente
en zonas donde incluso no había empleo. Seguían apareciendo las ciudades
industriales.
Durante la década de 1700 la industria de vapor continuó evolucionando.
LA IDEA DEL “STIRLING”
En el año 1816 nace otro concepto: “motor que funciona sin quema de combustible”.
Su diseñador: Sir Robert Stirling de Escocia. Se trataba de
una máquina que trabaja sin quemar ninguna clase de
combustible, sólo calor, como por ejemplo, proveniente del
sol, para expandir y contraer el aire haciendo que se
movilicen los pistones en dirección vertical para ambas
direcciones.
Lamentablemente el invento de Stirling pasó por alto y fue desplazado por las
máquinas a vapor ya populares para ese entonces a pesar de que eran menos
peligrosos que las de vapor. Pasaron como 200 años para ser mejorados y puestos
en acción como „motores stirling‟ y uso de los gases de expansión y contracción
como el helio, nitrógeno o hidrógeno. Hoy existe una variedad de artefactos que
utilizan este principio, incluso algunos con base acústica.
LA ELECTRICIDAD Y EXPERIMENTOS
Desempolvando las hojas de la historia, fue Tales de Mileto, filósofo griego, quien
por los años 600 aC observó que frotando una varilla de ámbar con una lana se
obtenían pequeñas cargas eléctricas hasta aparecer chispas como cuando niños
nosotros hacíamos los mismo.
La electricidad evolucionaba desde la simple
percepción del fenómeno, a su tratamiento científico,
que no se haría sistemático hasta el siglo XVIII. Se
registraron a lo largo de la Edad Antigua otras
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 7
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
observaciones aisladas y simples especulaciones, así como intuiciones médicas o
una batería encontrada en Iraq en 1938, fechado alrededor de 250 aC. Muestra de
que por esa época se conocía el concepto de
“celda electroquímica”.
Antes de terminar el siglo XVIII, la electricidad
había entrado totalmente en la imagen del
hombre. A mediados de los años de 1700
Charles Dufay, un francés, y el inglés Stephen
Gray, habían llevado a cabo importantes
experimentos de investigación sobre la electricidad. En América, el famoso cometa
de Benjamín Franklin demostró al mundo que los rayos de tormenta eran puramente
cuerpos cargados de electricidad.
A principios de los años 1800 por primera vez, el italiano Alessandro Volta produce
electricidad a partir de una batería de celda húmeda. Y el estadounidense Joseph
Henry, el inglés Michael Faraday, físico danés Hans y Ersted comenzaron a
experimentar con el electromagnetismo. Otro concepto de fuente de energía.
En la década de 1830, los científicos demostraron que la electricidad y el
magnetismo se podrían convertir dependientes uno del otro. Aparecieron enormes
electroimanes para levantamiento de toneladas de pesos y los generadores además
de los dínamos llamados la familia de la producción
de electricidad con ayuda de los imanes girando
fabulosamente entre las bobinas hechas de
alambres de cobre. También el electromagnetismo
fue objeto de uso en el telégrafo para transmitir
mensajes con golpes en código Morse. Esta
comunicación electrónica - a lo largo de cables y a
través de largas distancias - fue una de las primeras aplicaciones prácticas de la
energía eléctrica.
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 8
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
COMBUSTIBLES FÓSILES
El petróleo y el carbón formados desde hace millones de años a partir de los restos
orgánicos de las plantas y animales, fueron cubiertos por muchas capas, que en
millones de años y por posibles reacciones químicas de descomposición y presiones
atmosféricas, se han convertido en restos orgánicos ahora conocidos como gas,
petróleo y carbón.
Los combustibles fósiles son recursos hoy seleccionados como “energía no
renovable”. Imposible renacerlos o reponerlos, por el contrario, se orienta a la total
desaparición, por lo menos de uno de estos recursos. ¿En algún momento se
agotarán totalmente?
El hombre usó el petróleo desde la época de los egipcios
para envolver a sus momias y más adelante los romanos
para el alumbrado y material para afrontar sus batallas.
Actualmente, las refinerías y las industrias petroquímicas
extraen del petróleo diferentes productos para distintas
aplicaciones: gas licuado, gasolina, diesel, aceites
lubricantes, además de numerosos subproductos que
sirven para fabricar pinturas, detergentes, plásticos,
cosméticos, fertilizantes y otros muchísimos artículos.
El carbón mineral se extrae de las minas principalmente, bajo tierra y no necesita ser
refinado para utilizarse. Como siempre se hizo, basta con los lavados en seco o
plantas lavadoras para la separación especialmente de sus cenizas y el azufre que
son dañinos para la industria metalúrgica y siderúrgica. Esta operación ha sido
mejorada en la actualidad.
En los Estados Unidos de Norteamérica, el 94% de
energía empleada proviene de fuentes de energía
“no renovable” (38% del petróleo, 23% del gas
natural, 23,5% del carbón, 8% del uranio y casi 2%
de propano). Estas cifras son importantes tomar en
cuenta en época de calentamiento global y
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 9
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
desarrollo sostenible para comparar en el futuro y evaluar su desarrollo.
A mediados de 1800 la demanda del carbón creció. Aquí la revolución industrial
estaba en pleno auge - sobre todo en Gran Bretaña, Alemania, Francia y los Estados
Unidos. Para satisfacer esta demanda, las máquinas fueron desarrolladas para
extraer carbón del subsuelo más rápida y eficientemente que antes.
Al año siguiente, en Bélgica, la gasolina fue utilizado en el primer trabajo del motor
de combustión interna: Desarrollo del automóvil. Cada año los automóviles se
hicieron más populares y más potentes y cada año se hacía creciente la demanda
de gasolina.
Se deseo de viajar más rápido y más lejos era mayor. Entonces el carbón se
convirtió en un combustible importante para los barcos de vapor. En 1897 el inglés
Charles Parsons había instalado un motor a vapor en su barco y transportaba
toneladas de carbón.
ENERGÍA ELÉCTRICA - UN MUNDO EN TRANSFORMACIÓN
El período de rápido crecimiento en el uso de combustibles fósiles coincidió con el
desarrollo de la energía eléctrica. A principios de 1870 de Bélgica, Zenobe Gramme,
había perfeccionado el dinamo, por lo que es el generador de la práctica por primera
vez. Una década más tarde, Parsons, desarrolló un motor de vapor aún más
eficiente para la conducción de los nuevos generadores. El uso generalizado de la
electricidad era ya posible y más confiable.
Durante este tiempo, Thomas Alva Edison desarrolló
muchas aplicaciones prácticas de la electricidad. En
1879 perfeccionó la bombilla de luz y sólo unos pocos
años más tarde la primera luz de Edison entró en
funcionamiento de las centrales de energía eléctrica
de Nueva York. Las plantas de energía de Edison
producían entonces corriente directa, que podría
viajar distancias muy cortas. El Americano Nikola Tesla desarrolló una manera de
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 10
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
producir la corriente alterna, proceso que finalmente permitía que la electricidad viaje
distancias muy grandes.
Aumentaba el apetito por la energía eléctrica. En muchas capitales de Centro y Sud
América se alimentaban de mayor electricidad a los medios de transporte llamados
tranvías. Así, a finales del siglo XIX la vida había cambiado drásticamente.
SIGLO XX Y SATISFACCIÓN DE NUESTRAS NECESIDADES
El año 1900 sucedieron más cambios.
Abaratamiento de la energía e incremento
de volúmenes de producción de metales. Se
lanzó el automóvil más barato en 1908,
modelo Henry Ford, por lo que fue castigado
por la Asamblea de Productores de los
Estados Unidos. En la misma década, una planta de energía pionera en Italia
produjo electricidad utilizando la „energía geotérmica‟. Se inventaban las primeras
células solares fotovoltaicas.
Durante este tiempo, Albert Einstein formuló su teoría revolucionaria sobre la
relación de la masa en energía. La idea de Einstein abrió la puerta para que otros
puedan descubrir más tarde un proceso por el cual la masa se puede convertir en
energía, allanando el camino para el desarrollo futuro de la energía nuclear.
Años más tarde del siglo XX, la producción hidroeléctrica representaba el 15% de la
electricidad de Estados Unidos. En la década de 1920, las pequeñas turbinas de
viento también fueron medios para la producción de electricidad, principalmente en
las zonas rurales de los Estados Unidos y Francia, pero fue la energía de
combustibles fósiles que dominó la escena del „poder‟. Entonces el carbón, petróleo
y el gas natural eran baratos y convenientes, y se creía que estos recursos eran
abundantes e inagotables, no se hablaba de “agotamiento”. Con los combustibles
fósiles disponibles, los Estados Unidos abrieron el camino en la industria
manufacturera, lo que contribuyó con el 35% en la industria de bienes para todo el
mundo.
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 11
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
En la década de 1930, los automóviles pululaban por el campo. El kilometraje total
de carreteras pavimentadas superó a la de los ferrocarriles. Y casi cada hogar, las
oficinas en los edificios y las fábricas, contaban con electricidad. Fue el “boom” de la
electricidad.
EL PRIMER MOTOR SOLAR
En 1861, Auguste Mouchet patentó el primer motor de vapor solar. Se utilizaron
espejos para centrar el calor del sol en una caldera de producción de vapor para el
motor. En 1878, en la Exposición de París, Mouchet y su compañero Abel y un tal
Pifre, utilizaron un motor de vapor solar para poner en marcha una prensa de
impresión. Poco más tarde, Pifre, editor de un periódico, demostró el trabajo eficaz
del „arco solar‟ para motor de imprenta mediante la impresión de 500 hojas por hora,
por primera vez.
Se riega la noticia en el mundo primera vez, que con la energía solar se puede crear
vapor para hacer trabajos en general.
NUEVAS FUENTES DE ENERGÍA
A finales de 1930 se desarrolla la tecnología nuclear. Los alemanes Otto Hahn y Lise
Meitner Austria, entre otros científicos, dieron a
conocer el proceso de la „fisión nuclear‟ - La
liberación de energía causada por la división de los
átomos de uranio. El Italiano Enrico Fermi trabajó en
los Estados Unidos para diseñar y construir el primer
reactor de fisión nuclear.
La primera planta de energía nuclear que producía
electricidad se inauguró el año 1954 en la antigua Unión Soviética. En poco tiempo
aparecieron decenas de centrales nucleares que hasta hoy proporcionan electricidad
para los países en todo el mundo.
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 12
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
A mediados del siglo XX se percibieron avances significativos en el desarrollo de
tecnologías que utilizan energía eólica, solar y geotérmica. Estas tecnologías
producen electricidad sin la necesidad de quemar combustibles fósiles. Durante la
década de 1950 las células solares fotovoltaicas se habían mejorado para generar
electricidad de forma fiable y es por eso que la NASA comenzó a utilizar el
combustible de hidrógeno durante sus programas de viajes espaciales.
La primera planta de energía geotérmica de América comenzó a operar en 1960
generando electricidad a partir de vapor natural extraído de las profundidades de los
pozos profundos.
A pesar de que se habían desarrollado nuevas
tecnologías de energía, los combustibles fósiles
seguían liderando, como hasta la fecha, la
industria del transporte, de fundiciones
convencionales y la poderosa generación de
electricidad. Por el año I980 en los Estados Unidos, tres de cada cuatro centrales
eléctricas aún usan combustibles fósiles. Casi todos los habitantes tenemos al
menos un coche o utilizamos medios de transporte público que usan o gasolina o
petróleo diesel.
ENTONCES, ¿HACIA DÓNDE VAMOS?
Nos encontramos en pleno siglo XXI, casi el 85% de la energía que utiliza los
Estados Unidos de Norteamérica proviene de los combustibles fósiles (petróleo,
carbón y gas natural). Cada vez hay más preocupaciones acerca de nuestra
dependencia de estas fuentes de energía y, a la vez preocupa su presencia como
recursos principales. Éstos no
son renovables, se deben agotar
algún día.
Afortunadamente existen alter-
nativas para sustituir este uso
excesivo de los combustibles
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 13
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
fósiles. Se dispone energía limpia por muchísimos años; a la vez que estas fuentes
son más limpias, silenciosas, menos peligrosas y eficientes. Van apareciendo
mejoras en su construcción, adaptación y desarrollo técnico y científico. Son
recursos disponibles al hombre. Recursos con “energía renovable”.
ESTE LIBRO “Utilice Gratis la Energía del Sol”
Orientar nuestros esfuerzos y nuestras decisiones al Mejor Uso de la Energía;
velando que nuestro Medio Ambiente sea digno para nuestras vidas y la vida
de futuras generaciones; es nuestro deber.
“Utilice Gratis la Energía del Sol” pretende ayudar a los lectores, conocer más los
problemas energéticos que aumentan todos los días. El mundo se enfrenta a
satisfacer la creciente demanda de energía con suministros constantes para la
satisfacción y supervivencia del ser humano. Hagamos más estudios
medioambientalistas sostenibles y equilibrados frente a la masa creciente de la
concentración del dióxido de carbono en la atmósfera.
Es urgente afrontar los desafíos y los cambios. Así lo están entendiendo los técnicos
expertos y políticos a nivel mundial. Sabemos de nuevas tecnologías y con billones
de dólares de presupuesto hasta más allá del año 2030, cooperación privada,
cooperación pública, cumbres, foros internacionales, especialización y capacitación
de los recursos humanos. Hay preocupación del hombre. Se necesita la “voluntad de
hacer”, nada más! dar nuestro tiempo para „actuar‟ y punto.
El consumo total de la energía a partir de los recursos renovables apenas asciende
a 6%. Menos de 3% de biomasas, 3% de hidroeléctricas, 0.3% geotérmico, 0.2%
viento y apenas 0.2% energía del sol. Se están aprovechando éstos sino „casi nada‟.
La promesa seductora de que, algún día utilizaremos la electricidad del sol en su
totalidad. El sol brilla unos 1000 vatios de energía por metro cuadrado en la
superficie terrestre, y si pudiéramos recoger toda esa energía qué fácil y
gratuitamente podríamos energizar nuestras casas y oficinas prioritariamente
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 14
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
además de las áreas rurales y bosques y desiertos donde hay vida pero sin
electricidad a partir del sol.
Aquí algunas ideas en mi Libro “Utilice Gratis la Energía del Sol”.
Empezamos con la energía solar como fuente única de la electricidad.
UNA DE LAS ALTERNATIVAS
LA ENERGÍA DEL SOL
Fuente de energía más utilizada del mundo. Los vegetales
empezaron a capturar la energía del sol millones de años
atrás, lo mismo, los ocupantes del reino animal siempre
disfrutaron del calor del astro rey.
Las viviendas desde hace tiempo se valen de tecnologías disponibles para dejar
entrar la luz del sol y el calor como un mensaje de aprovechamiento de la energía
del sol sin tener que invertir en instalaciones especiales. Admitir que la radiación del
sol es una práctica tan común que no es necesario acudir
a entidades técnicamente sofisticadas ni profesores
especializados para su entendimiento. Suficiente con la
lectura de manuales o guías como el presente texto
“Utilice Gratis la Energía del Sol” que coadyuva el
planeamiento, presupuesto, compra, instalación y
mantenimiento
de un sistema
de aprovechamiento de la energía solar.
Nuestra explicación involucra desde un
viaje a las pequeñas y quebradiza células
solares de unos cuantos centímetros
cuadrados, hasta los parques o plantas
solares con o sin espejos de decenas de
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 15
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
kilómetros cuadrados para producir electricidad tranquilamente y con un gran ahorro
económico.
Como es sabido, nuestro sol emite ondas de radiación de calor y energía de la luz.
Sin ellos, nuestro planeta no tendría vida. Olas del sol se mueven rápidamente como
pequeños paquetes de energía llamados fotones. Estos fotones viajan grandes
distancias del sol a través del vacío del espacio y bañan nuestro planeta con su
energía. Lo aprovechamos?.
ARROJAR LUZ SOBRE EL ESPECTRO SOLAR
Las ondas de energía radiante del sol forman el campo electromagnético solar. El
45% de la radiación del espectro solar que alcanza la superficie de la Tierra es la luz
visible, casi todo el resto no lo vemos; sin embargo, percibimos su energía. Por
ejemplo, la radiación ultravioleta, aunque no podemos verlo, puede quemarnos la
piel. Estamos sí, familiarizados con el calor de infrarrojos del sol. La radiación
infrarroja es lo que mantiene caliente a la tierra y a nosotros los seres humanos.
Algunas partes de la Tierra reciben más radiación solar que otros. En general, las
zonas cercanas del ecuador reciben la mayor parte. Por ejemplo, en los trópicos
impactan alrededor de dos veces y medio más radiación infrarroja que en los polos.
Sin embargo, cualquier zona que recibe un suministro constante de radiación solar,
ya sea poco o más, puede hacer uso de la energía que fluye desde nuestro sol.
La luz del sol impacta en sólo una hora toda la energía equivalente de la Tierra
acumulada en un año. Literalmente los científicos y analíticos ambientalistas afirman
que la Tierra recibe fácilmente una radiación solar de 1.73x1017 Watts en un
momento, equivalente a lo que se puede generar con toda la reserva de los
combustibles, fotosíntesis de las plantas y la energía impulsada por vientos y fuerzas
marítimas de ciclos del agua. ¡Es decir el sol es grandioso!
Quién no ha visto calculadoras que tienen las células solares, calculadoras que no
necesita baterías, y en algunos casos ni siquiera tienen un botón de apagado?.
Señales de emergencia en carretera o cabinas telefónicas, en las boyas, incluso en
los estacionamientos. Complejos de células solares en los satélites espaciales para
sus sistemas eléctricos.
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 16
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
ELECTRICIDAD A PARTIR DEL SOL
LOS FOTOVOLTAICOS
En la década de 1950, los ingenieros norteamericanos buscaron un método para
energizar los satélites espaciales. Lo encontraron en un proceso llamado
fotovoltaico. Actualmente se sigue empleando los sistemas fotovoltaicos en los
mismos satélites, estaciones espaciales y sus telescopios. Como señalamos
anteriormente los fotovoltaicos son ampliamente utilizados para todo, desde unos
simples relojes de mano, cabinas telefónicas en carretera hasta grandes centrales
eléctricas. Se resaltan precisamente en Libro “Utilice Gratis la Energía del Sol”.
SOBRE EL TECHO DE CASAS Y EDIFICIOS
La tendencia es utilizar la tecnología
fotovoltaica con películas cada vez más
delgadas. Puede ser usado para sustituir
algunos tejados o regularmente instalados en
azoteas de edificios. La tendencia es disponer
de “tejas fotovoltaicas”. Tejas de placas
fotovoltaicas finas, duraderas sustituibles a las
actuales de asfalto regular con encajes perfectos a los diseños arquitectónicos de
los edificios, casa de granjas, hoteles campestres o casas rurales simplemente.
ILUMINACIÓN EN CAMINOS BRUMOSOS
En días de niebla en la costa hay faros solitarios que brillan con sus luces y sonidos
de las sirenas para los viajeros marítimos. La fuente de esta electricidad es un gran
grupo de paneles solares que convierten la luz solar en electricidad. Esta electricidad
también carga las baterías para funcionar las luces, incluso cuando el sol no brilla.
Islas que no requieren de sofisticadas instalaciones eléctricas tienen decenas de
paneles solares suministrando energía. En mejor de los casos, en muchas islas
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 17
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
combinan con el uso de los generadores con biodiesel sólo para casos de
emergencia. Al diablo los generadores a petróleo.
¿FOTONES?
DENTRO DE LA CÉLULA SOLAR
La energía fotovoltaica, como la palabra lo indica (foto = luz, voltaico = electricidad),
convierten la luz solar directamente en electricidad. La unidad más pequeña es una
célula fotovoltaica. El material fotovoltaico más común en uso hoy en día es silicio,
llamados también “semiconductor de silicio”. El silicio tiene algunas propiedades
químicas especiales, sobre todo en su forma cristalina. Un átomo de silicio tiene 14
electrones, dispuestos en tres diferentes intérpretes. Este átomo de silicio siempre
busca la manera de llenar su último vacío y siempre le gusta tener ocho electrones
en acción, por eso comparten electrones con cuatro átomos de silicio vecino. Es
como si cada átomo se da la mano con sus vecinos, salvo que en este caso, cada
átomo tiene cuatro manos se une a cuatro manos pero del vecino. Eso es lo que
forma la estructura cristalina.
En otras palabras, la célula es un "sándwich" formado por dos capas ligeramente
diferentes. Cuando un fotón de luz del sol golpea una célula solar, libera electrones
de algunos de los átomos de los materiales de silicio. Estos electrones liberados
fugan dejando abajo los llamados
"agujeros".
Debido a los tipos de materiales que se
encuentran en cada capa, tienden a
acumularse en lo que se llama la capa N
(negativa) y la carga P (positiva) que son
los "agujeros" acumulados.
Cuando los cables conectan las dos capas N y P, los electrones fluyen a través del
circuito de alambre en una forma ordenada. Esto se debe al principio de atracción de
cargas entre sí. Este flujo crea la corriente eléctrica. Es a esta liberación de
electrones en las células solares inducidas por los fotones de la luz del sol que se le
llama “efecto fotoeléctrico". Albert Einstein ganó el Premio Nobel por describirla.
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 18
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
AVANZANDO EN TODO EL MUNDO
Por lo general la agrupación de 36 ó 40 células solares conectados entre sí
constituyen un módulo o un panel fotovoltaico, en algunos lugares lo conocen como
matriz fotovoltaico”. Decenas a cientos de paneles, hacen un campo de paneles,
conocido también “parques solares” agrupados para el uso en establecimientos
comerciales o parques industriales que pueden estar conectados a una red eléctrica
convencional. En algunos países los propietarios de este campo de paneles solares
venden su electricidad extra como servicio público.
Hoy en día, el gobierno de los EE.UU., Ecuador, Guatemala, México, Perú, Europa,
Asia están equipando, con cientos de paneles fotovoltaicos como parte de
programas del gobierno. Ya se está hablando de millones de “techos solares” en el
mundo.
Por ejemplo en un condado de California los EE.UU. de N.A. un gobierno local tiene
más de 1100 sistemas fotovoltaicos instalados en los techos de más de 900 casas
los que en conjunto producen cerca de 11 MW. Sud América está en este camino.
Chile va avanzando.
En los libros americanos aparecen que el primer barrio que se preocupó por instalar
cientos de paneles solares fue el de Gardner en Massachusetts. Esto sucedió el año
1980. Hay testimonios de los habitantes de California, Nueva Jersey, Illinois, Ohio,
Nueva York, Arizona, Texas y Colorado. A nivel mundial, millones de pequeños
sistemas fotovoltaicos están en uso. Grandes plantas de energía fotovoltaica que
generan al menos 1 MW o más de la electricidad solar. Alemania, España, Italia,
India y Japón. De hecho, en Japón más de 40000 sistemas fotovoltaicos se
instalaron en el año 2002 solamente. El crecimiento más rápido ha sido en Alemania,
donde desde 1990 hasta 2008 el uso de sistemas fotovoltaicos aumenta
significativamente. Lo podemos apreciar en nuestro libro “Utilice Gratis la Energía del
Sol”.
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 19
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
CONSIDERACIONES FINALES
Para terminar estas páginas, podemos afirmar que todos los „sistemas de energía
solar‟ tienen características muy atractivas. Son modulares que pueden ser añadidos
o recortados en número de paneles cuando sea necesario; no hace ruido, no
producen contaminación y operan durante las horas de mayor demanda eléctrica
durante el día.
Se presentan dos principales retos: la cantidad de potencia aprovechable a partir
de la luz solar y el costo instalación de esta tecnología.
Los paneles fotovoltaicos pueden ser montados en tejados o incluso integrados
en los edificios como parte de las paredes, claraboyas, toldos, tejas y ventanas.
Los paneles fotovoltaicos están siendo instalados en muchas áreas de
estacionamientos de autos, brindan sombra y protección contra la lluvia. Ofrecen
la gran ventaja por ganar espacios favoreciendo a los costos de instalación.
Las grandes instalaciones están consideradas ambientalmente “benignas”.
Tienden a estar ubicadas en lugares remotos, lejos de centros de población o de
líneas de transmisión o áreas rurales. Un gran desafío para espacios y
panoramas caprichosos y accidentados como Perú, Bolivia, Ecuador, parte de
Chile, Venezuela, Argentina, Alemania. Desafío colosal por obviar el transportar
la energía desde las fuentes (represas, hidroeléctricas) pasando por cientos de
kilómetros de distancia.
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 20
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
Los paneles solares, no ocupan espacios que preocupen, por lo que están siendo
hábiles de ser instalados en todo lugar donde se aprecie buen grado de energía
radiante: tejados, paredes, ventanas, estructuras, postes, áreas comerciales.
Los beneficios son cada vez mayores por el uso de estas técnicas modernas de
aprovechamiento de las energías renovables como los sistemas fotovoltaicos.
Subvenciones y programas de reembolso o “Bonos por Carbono”. Estos
programas están dando frutos interesantes, cada vez mejor cuantificados,
medibles y tangibles.
CUÁNTO CUESTA
A pesar que el suministro de luz del sol depende de la hora del día, de la temporada,
de la cobertura de nubes y ubicación, de los costos tanto de aprovisionamiento,
instalación, operación y mantenimiento; esta nueva tecnología de sistemas
fotovoltaicos siguen disminuyendo considerablemente sus costos y el cambio de
mentalidad es creciente a favor de los mismos porque creemos que nunca llegarán
los cables eléctricos pesados ni los postes costosos en millones de pueblos alto-
andinos, cabezadeños, lomas, etc. especialmente de los países en “vías de
desarrollo”.
Si bien el costo de instalación de un sistema fotovoltaico (paneles, reguladores,
baterías, inversores, cableado) es mayor, comparado con un sistema convencional,
en poco tiempo ese capital de instalación se hace positivamente retornable.
Utilizando la energía con los sistemas fotovoltaicos, no se factura mes a mes por
consumo de energía eléctrica. Al cabo de un promedio de tres años, los costos de
los fotovoltaicos han retornado su inversión. A partir del cuarto año será totalmente
gratis o mínimo. Imaginemos esta matemática al cabo de cinco o diez años sin
facturar por el uso de paneles solares. Las facturas por consumo de luz
desaparecerán o significará lo mínimo por la renovación de las baterías y
propiamente costo de sólo mantenimiento.
Nadie construye una casa para vivir dos o tres años. La casa habitación es eterna
sino por muchísimos años sea o no el mismo habitante, pero el sistema instalado
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 21
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
seguirá eternamente con sólo haber reemplazado la batería o el banco de baterías y
algo más como precaución. Nos olvidaremos de los municipios y de los postes y de
los tendidos kilometrados de cables eléctricos que cruzan cerros, montañas, calles y
plazas.
¿ES UNA BROMA?
No. Realmente es un verdadero negocio, mejor
si Usted mismo construye sus propios paneles
solares comprando las células solares
(Importación si no está en China o Alemania),
un poco de curiosidad en armar marcos de
aluminio, manejo de herramientas para soldar
(baja tensión) o de banco de trabajo, manejo de
un „multímetro simple‟, silicona, cables, poco de carpintería. Por ejemplo un panel de
36 celdas para 50Wp de potencia puede costar menos de $400, considerando el
regulador, inversor y cables. Esto serviría para iluminar un jardín, patio del hogar,
dos habitaciones, una radio emisora, un laptop. No ha tenido que molestar a los
técnicos o ingenieros de la comuna hasta que le instale sus cables y postes desde la
estación o sub-estación eléctrica. Menos se ha molestado en pedir permiso ni
licencia a su comuna o gobierno local.
Con este libro, “Utilice Gratis la Energía del Sol”, aprenderá lo básico. Encontrar el
camino más barato, legible y ameno
para evitar el pánico a la electrónica u
ocho cuartos. “Acción” es el único
requisito. Habrá posiblemente ensayos
de “prueba y error”, es obvio, como
nosotros lo tuvimos. Caso mío, más de
35 años en una empresa minera-metalúrgica, tampoco han sido útiles para hacerlo
con mis propias manos, sino desde hace tres años que nos dedicamos totalmente a
este noble proyecto inspirados por las siguientes razones poderosas:
CÓMO APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL 22
Eliseo Sebastián Tames www.energiasolargratis.com [email protected]
1. Crecimiento demográfico y económico que conlleva a la demanda de energía
en los próximos años.
2. Necesidades al bienestar socio-económicas y protección ambiental de los
seres humanos, plantas y animales.
3. Panorama energético que nos espera en el futuro a la población hoy infantil y
mañana testigos de lo que pudimos dejar como herencia.
4. La certificación de Sostenibilidad, sus impactos y desafíos a lo largo de los
siguientes difíciles años.
5. Crecimiento en todas las magnitudes de recurrir a todas las fuentes de
energías viables sin desechar ninguna evitando particularmente el exceso de
producción del dióxido de carbono (CO2).
.TÚ PUEDES…!!! NOSOTROS PODEMOS…!!!
Eliseo Sebastian Tames
www.energiasolargratis.com
www.facebook.com/eliseo.tames
www.sonico.com/cv/Eliseo_Sebastian
E-mail: [email protected]
