Recopilación das enerxias alternativas que exienten, sobre todo as que se encontran en Galicia, vendo o seu uso, ventaxas e problemas.

1. ENERXÍAS
RENOVABLES
Tamara Arias Sáez
Zeltia Valcarce González
2º BACC
1

2. ÍNDICE:
Páxinas
• INTRODUCIÓN…………………………………………………………………4
1. Historia da enerxía…………………………………………………………….....4
2. Enerxía…………………………………………………………………………...6
3. Enerxías renovables e non renovables…………………………………………...6
• ENERXÍA SOLAR……………………………………………………………...9
1. Transformación natural de enerxía solar………………………………………...9
2. Recollida directa de enerxía solar………………………………………………10
3. A enerxía solar: unha enerxía con futuro...........................................................14
4. Sol e enerxía solar..............................................................................................20
5. Usos da enerxía solar…………………………………………………………...23
6. Aplicación da enerxía solar:
A. Conversión en enerxía eléctrica………………………………………..24
ENERXÍA FOTOVOLTAICA………………………………...25
a. Tecnoloxía fotovoltaica…………………………………….26
b. Tipos de células solares…………………………………….26
c. O sistema fotovoltaico……………………………………...27
d. Funcionamento do sistema fotovoltaico……………………27
e. Aplicacións da enerxía solar fotovoltaica………………….27
f. Central fotovoltaica………………………………………...28
g. Vantaxes e inconvenientes da enerxía solar fotovoltaica….29
h. Rendibilidade da enerxía fotovoltaica……………………...30
i. Vida útil dun panel solar fotovoltaico……………………...30
j. Mantemento dun sistema fotovoltaico……………………...31
k. Impactos ambientais da enerxía solar fotovoltaica…………32
l. Exemplos de sistemas fotovoltaicos
- Central fotovoltaica de Moura…………………………..34
- O proxecto de Seteventos……………………………….35
- Proxecto dun sistema fotovoltaico con rastrexador……..35
B. Conversión en enerxía térmica………………………………………….36
a. Tipos de enerxía solar térmica
- Conversión térmica a temperaturas baixas…………...…38
- Conversión térmica a temperaturas medias……………..38
- Conversión térmica a altas temperaturas………………..39
b. Vantaxes e inconvenientes da enerxía solar térmica……………….39
C. Enerxía solar pasiva…………………………………………………….40
7. Problemas no aproveitamento da enerxía solar………………………………...41
8. Desenvolvemento actual da enerxía solar en España…………………………..42
2

3. • ENERXÍA EÓLICA……………………………………………………………43
1.
Vantaxes da enerxía eólica……………………………………………………..44
2.
Inconvenientes da enerxía eólica……………………………………………….45
3.
A enerxía eólica antigamente…………………………………………………...46
4.
O vento………………………………………………………………………….47
5.
Aeroxeneradores………………………………………………………………..48
6.
Os parques eólicos……………………………………………………………...49
Impactos ambientais nos parques eólicos………………………………………50
Parques eólicos marítimos ……………………………………………………..57
7. Curiosidades da enerxía eólica……………………………………………….58
8. España e a enerxía eólica……………….…………………………………….60
9. Galicia e a enerxía eólica………………………...……………………………60
• ENERXÍA HIDROELÉCTRICA………………………………………………63
1. Orixe……………………………………………………………………………64
2. Características da enerxía hidroeléctrica……………………………………….65
3. Vantaxes da enerxía hidroeléctrica……………………………………………..66
4. Inconvenientes da enerxía eléctrica……………………...……………………..66
5. Central hidroeléctrica…………………………………………………………...67
6. A enerxía hidroeléctrica no mundo……………………………………………..74
7. Galicia ………………………………………………………………………….74
8. España…………………………………………………………………………..75
9. Minicentrais…………………………………………………………………….77
10. Impacto ambiental…………………………………………………………….80
BIBLIOGRAFÍA.....................................................................................................81
3

4. INTRODUCIÓN:
HISTORIA DA ENERXÍA
O home, ó longo da súa historia evolutiva realizou mediante o seu propio
esforzo físico actividades que consumían enerxía, apoiándose adicionalmente nos
animais domésticos como cabalos, bois, etc.
Coa chegada da Revolución Industrial, a utilización de sistemas mecánicos para
proporcionar enerxía limitábase ós muíños de vento ou de auga. Calquera aplicación
destas tecnoloxías para a realización de traballos resultaba de pouco rendemento.
Das fontes de enerxía, a primeira e máis importante das utilizadas polo home foi
a leña, grazas á abundancia de bosques que proliferaban por todas as partes do mundo.
Outras fontes puntuais só se utilizan alí onde eran accesibles, tales como filtracións
superficiais de petróleo, carbón ou asfaltos.
Na idade media comezou a utilizarse a leña para fabricar carbón vexetal con
cuxas minas se obtiñan metais e que posteriormente sería substituídos polo carbón
mineral nos principios da revolución industrial.
Durante o primeiro trimestre do século XIX, aproximadamente entre 1825 e
1830, avanzouse na aplicación práctica da máquina de vapor, que daría comezo á era
contemporánea; tratábase da primeira ferramenta que non utilizaba forzas ou tracción de
orixe animal e que comezou a empregarse industrialmente. Xunto coa chegada e
desenvolvemento dos motores de combustión interna e a utilización do gas para
calefacción e alumeado, producíronse grandes avances na xeración práctica de enerxía
eléctrica.
Máquina de vapor
4

5. A partir da máquina de vapor produciríanse cambios na evolución tecnolóxica,
económica e social, de niveis sorprendentes en comparación con toda a historia
precedente.
A nova sociedade que naceu da Revolución Industrial trouxo tamén novas
demandas de enerxía. Coa máquina de vapor apareceron inventos revolucionarios que
melloraron os medios de transporte, como a locomotora que George Stephenson
construíu en 1825.
Sen embargo, a pesar de que este sistema de locomoción era seguro e eficaz,
consumía grandes cantidades de carbón para transformar a enerxía calorífica en
mecánica; o rendemento que producía era inferior a un 1%. Aínda hoxe en día se
consome gran cantidade de enerxía para producir un rendemento moi inferior; por
exemplo, unha central eléctrica que utilice carbón ou petróleo rende menos do 40%, e
no caso dun motor de combustión menos do 20%. Esta perda de rendemento é a causa
das leis físicas; a enerxía que non utilizamos (ou non somos capaces de aproveitar) non
se perde senón que se transforma; nos casos de combustión interna, por exemplo, o
resto da enerxía que non aproveitamos disípase en forma de calor. Por iso, unha loita
tecnolóxica constante é a de mellorar o rendemento das máquinas para aproveitar ao
máximo a enerxía.
Antigo xerador eléctrico
A enorme demanda de carbón comezou a declinar coa comercialización do
petróleo e os seus derivados.
A segunda guerra mundial xerou grandes demandas de combustible, sendo as
empresas de Estados Unidos as que se estenderon con maior éxito por todo o mundo; de
feito, en 1955 as dúas terceiras partes do petróleo do mercado mundial, salvo o bloque
soviético e América do Norte, eran subministradas por cinco empresas de petróleo de
Estados Unidos.
En 1973 a crecente demanda de enerxía do mundo desenvolvido sufriu unha
grave crise. Os países árabes produtores de petróleo embargaron o subministro de cru a
5

6. Estados Unidos e recortaron a súa produción, xerando alarma entre todos os implicados,
produtores e consumidores. Unha segunda crise do petróleo daríase de novo en 1978.
ENERXÍA
Enténdese por enerxía a capacidade dun sistema físico para poder realizar un
traballo. A materia posúe enerxía como resultado do seu movemento ou da súa posición
en relación das forzas que actúan sobre ela. Os recursos enerxéticos que empregamos
teñen a súa orixe na forza da gravidade e nas reaccións nucleares no Sol. Estas reaccións
emiten enerxía cara ó espazo en forma de ondas de luz ultravioleta e infravermella
(calor). A Terra recibe esta enerxía e transfórmaa, unha parte da enerxía solar quenta
desigualmente a atmosfera e produce a enerxía eólica. Outra parte fai que a auga se
evapore nos océanos e continentes e inicie o ciclo hidrolóxico. A auga que volve cara ó
mar por efecto da forza da gravidade pode ser utilizada como enerxía hidráulica. A calor
interna da Terra, de orixe gravitacional e radioactiva, serve como fonte de enerxía
xeotérmica.
ENERXÍAS RENOVABLES E NON RENOVABLES
Considéranse enerxías non renovables aqueles recursos enerxéticos, como os
combustibles fósiles ou os isótopos radiactivos, que non se renovan ao mesmo ritmo
que se consomen. A enerxía solar, a enerxá hidráulica dos ríos, o vento, a enerxía
xeotérmica, a enerxía dos océanos e os biocombustibles son, pola contra, enerxías
renovables; adoitan tamén denominarse brandas ou alternativas por contraste cos
combustibles fósiles. Así e todo algúns destes recursos non son renovables en sentido
estrito, como por exemplo a xeotérmica, ou poden ter un importante impacto ambiental,
como os encoros e os monocultivos para biocombustibles.
A xeotérmica está relacionada coa calor interior da Terra. A súa práctica é
principalmente a localización da xacementos naturais de auga quente, fonte da enerxía
xeotérmica, para o seu uso en xerar enerxía eléctrica, en calefacción ou en procesos de
de secado industrial. A calor prdúcese entre a codia e o manto superior da Terra, sobre
todo pola desintegración de isótopos radiactivos.
A economía mundial depende hoxe en día dos recursos enerxéticos non
renovables. Os combustibles fósiles teñen como inconvenientes os problemas
ambientais que orixina a súa extracción e a súa combustión. Entre os combustibles
fósiles destacan o carbón, o petróleo e o gas natural, aínda que hai que nomear tamén os
xistos petrolíferos,as lousas bituminosase e as areas asfálticas. Aínda que queda
bastante petróleo a súa exracción será demasiado custosa, polo que o progresivo
esgotamento deste hidrocarburo obrigará a empregar outros recursos como fonte para
producir enerxía.
Dentro da enerxía nuclear hai que facer unha clara distición entre a enerxía
nuclear de fisión (ruptura de átomos de gran tamaño) e a de fusión (unión de pequenos
átomos). Nestes dous tipos de reacción despréndese enerxía. O gran problema da de
fisión é que xera residuos moi radioactivos que seguen sendo tóxicos durante miles de
anos. Ademais é difícil atopar un lugar seguro para estes residuos, e o seu
almacenamento supón a transmisión do problema ás xeracións futuras. Pola contra, a de
6

7. fusión é limpa e pode chegar a ser a principal fonte de enerxía do futuro. Ademais os
combustibles que se poden empregar son abundantes, como o deuterio (presente nos
mares) e o tricio (obtido da combinación de neutróns co litio).
A hidroeléctrica e a maremotriz son fontes de enerxía renovables, pero os
grandes encoros que require a súa explotación teñen un impacto importante sobre o
medio ambiente. Os océanos conteñen unha gran cantidade de enerxía que é posible
aproveitar. Esta enerxía procede principalmente das mareas, das ondas, das correntes e
das diferencias de temperatura entre as ditintas capas de auga. Polo momento aínda non
se desenvolveron tecnoloxías que permitan aproveitalas de forma intensiva e eficaz.
Enerxías como a solar, a eólica e a xeotérmica, poden ser de grande importancia no
futuro, pois polo momento só son competitivas nalguhas zonas.
A biomasa ou masa biolóxica é un recurso enerxético renovable que se obtén
directa ou indirectamente de recursos biolóxicos. A enerxía da biomasa que procede da
madeira, residuos agrícolas e esterco continúa sendo a fonte principal de enerxía nas
zonas en desenvolvemento. Enténdese por biocombustible calquera combustible sólido,
líquido ou gasoso producido a partir de materia orgánica. Prodúcese directamente a
partir de plantas ou indirectamente a partir de desfeitos industriais, comerciais,
domésticos ou agrícolas. Hai tres métodos principais para o desenvolvemento de
biocombustibles: queimar desfeitos orgánicos secos (basuras domésticas, desfeitos
industriais e agrícolas, madeira, turba...); a fermentación de desfeitos húmidos (como
excrementos de animais) en ausencia de osíxeno para producir biogás ou a fermentación
de azucre de caña ou cereais para producir alcol e ésteres; e as plantacións forestais (que
producen bosques de crecemento rápido, cuxa madeira se emprega como
biocombustible). En teoría estas substancias poden utilizarse en lugar dos combustibles
fósiles, pero como se requerirían grandes alteracións nos motores, os biocombustibles
normalmente mestúranse con combustibles fósiles. Na actualidade estase a desenvolver
cultivos intensivos enerxéticos para a obtención da biomasa, ou ben como materia prima
para obter outro tipo de combustible. O gran inconveniente da utilización da biomasa é
que se se empregan determinados cultivos para a obtención de biocombustibles os
prezos de moitos alimentos de primeira necesidade incrementaranse, podendo provocar
a fame en moitos dos países máis desfavorecidos. Aínda así os cultivos de
biocombusibles poden ser unha fonte de enerxía renovable útil para satisfacela demanda
de combustibles líquidos de fácil transporte.
Outra fonte de enerxía alternativa e o uso do hidróxeno. Esta contémplase
actualmente como unha realidade próxima. Ten a gran vantaxe de emitir na súa
combustión vapor de auga, polo que pode ser empregada en motores de combustión e en
motores eléctricos. Ten un rendemento ata tres veces superior á gasolina. Xa se fixeron
varias experiencias de utilización do hidróxeno nos coches. Nun futuro, o hidróxeno
xerarase no propio automóbil a partir de metanol.
7

8. A produción de trigo destínase sobre todo para a elaboración de fariña, pero na
actualidade tamén se lle descubriu outro uso, como biocombustible.
8

9. ENERXÍA SOLAR
Enerxía radiante producida no Sol como resultado das reaccións nucleares de
fusión. Chega á Terra a través do espazo en cantos de enerxía chamados fotóns que
interactúan coa atmosfera e a superficie terrestre.
Casa solar.
Nesta casa solar en Novo México, EEUU, un colector solar de placa plana (inferior derita) proporciona
enerxía para quenta a auga bombeada polo muíño. A auga almacénase en grandes bidóns.
A intensidade de enerxía solar dispoñible nun punto determinado da Terra depende,
de forma complicada pero predecible, do día do ano, da hora e da lactitude. Ademais a
cantidade de enerxía solar que pode recollerse depende da orientación do dispositivo
receptor.
• TRANSFORMACIÓN NATURAL DA ENERXÍA SOLAR
A recollida natural de enerxía solar prodúcese na atmosfera, os océanos e as plantas
da Terra. As interaccións da enerxía do Sol, os océanose a atmosfera por exemplo,
producen ventos, utilizados durante séculos para facer xirar os muíños. Os sistemas
modernos de enerxía eólica utilizan hélices fortes, lixeiras, resistentes á intemperie e
con deseño aerodinámico que , cando se unen a xeradores, producen electricidade para
usos locais e especializados ou para alimentar a rede eléctrica dunha rexión ou
comunidade.
9

10. Case o 30% da enerxía solar que acada o bordo exterior da atmosfera consómese no
ciclo da auga, que produce a chuvia e a enerxía potencial das correntes de montaña e
dos ríos. A enerxía que que xeran estas augas en movemento ó pasar polas turbinas
modernas chámase enerxía hidroeléctrica.
Grazas ó proceso de fotosíntese, a enerxía solar contribue ó crecemento da vida
vexetal (biomasa) que, xunto coa madeira e os combustibles fósiles que desde o punto
de vista xeolóxico derivan de plantas antigas, pode ser utilizada como combustible.
Outros combustibles como o alcol e o metano tamén poden extraerse da biomasa.
Os océanos representan tamén un tipo natural de recollida de enerxía solar. Como
resultado da absorción levada a cabo polos océanos e polas correntes oceánicas,
prodúcense gradientes de temperatura. Nalgúns lugares, estas variacións verticais
acadan 20ºC en distancias dalgúns centos de metros.
• RECOLLIDA DIRECTA DE ENERXÍA SOLAR
A recollida directa de enerxía solar require dispositivos artificiais chamados
colectores solares, deseñados para recoller enerxía, ás veces despois de concentrar os
raios do Sol. A enerxía, unha vez recollida, emprégase en procesos térmicos ou
fotoeléctricos, ou fotovoltaicos. Nos procesos térmicos, a enerxía solar utilízase para
quentar un gas ou un líquido que logo almacénase ou destrúese. Nos procesos
fotovoltaicos, a enerxía solar convírtese en enerxía eléctrica sen ningún dispositivo
mecánico intermedio (Efecto fotoeléctrico: formación e liberación de partículas
electricamente cargadas que se produce na materia cando é irradiada con luz ou otra
radiación electromagnética)
10

11. Célula fotoeléctrica
Unha célula fotoeléctrica
componse en esencia dun
ánodo e dun cátodo
recuberto dun material
fotosensible. A luz que
incide sobre o cátodo libera
electróns que son atraídos
hacia o ánodo orixinando un
fluxo de corrente
proporcional á intensidade
da radiación.
Os colectores solares poden ser de dous tipos principais:os de placa plana e os de
concentración.
Colectores de placa plana
11

12. Quentamento solar ._ As placas colectoras utilizan a enerxía do Sol para quentar
un fluído portador que´a súa vez, proporciona calor utilizablenunha casa. O fluído
portador, auga neste caso, flue a través de tuberías de cobre no colector solar, durante o
proceso absorba algo de enerxía solar. Despois móvese até un intercambiador de calor
onde quenta a auga que será empregada na casa.
Nos procesos térmicos os colectores de placa plana interceptan a radiación solar
nunca placa de absorción pola que pasa o chamado fluído portador. Este, en estado
líquido ou gasoso, quéntase ó atravesar os canais por transferncia de calor desde a placa
de absorción. A enerxía transferida polo fluído portador, dividida entre a enerxía solar
que incide sobre o colector e expresada en porcentaxe, chámase eficiencia instantánea
do colector. Os colectores de placa plana teñen, en xeral, unha ou máis placas
cobertoras transparentes para intentar minimizar as pérdidas de calor da placa de
absorción nun esforzo para maximizar a eficiencia. Son capaces de quentar fluídos
portadores ata 82 ºC e obter entre o 40 e o 80% de eficiencia.
Os colectores de placa plana usáronse de forma eficaz para quentar auga e
calefacción. Os sistemas típicos para a casa-habitación empregancolectores fixos,
montados sobre o tellado. No hemisferio norte oriéntase hacia o Sur e no hemisferio sur
hacia o Norte. O ángulo de inclinación óptimo para montar os colectores depende da
lactitude. En xeral, para sistemas que se usan durante todo o ano, como os que producen
auga quente, os colectores inclínanse (respecto do plano horizontal) un ángulo igualaos
15 º de lactitude e oriéntanse uns 20º lactitude S ou 20º lactitude N.
Ademais dos colectores de placa plana, os sistemas típicos de auga quente e
calefacción están constituídos por bombas de circulación, sensores de temperatura ,
controladores automáticos para activar o bombeo e un dispositivo de almacenamento. O
fluído pode ser tanto o aire como un líquido (auga ou auga mesturada co
anticonxelante), mentres que un leito de rocha ou un tanque aislado serven como medio
de almacenamento de enerxía.
Colectores de concentración
Para aplicacións como o aire acondicionado e a xeración central de enerxía e de
calor para cubrir as grandes necesidades industriais, os colectores de placa plana non
suministran, en termos xerais, fluídos con temperaturas bastante elevadas como para ser
eficaces. Pódense usar nunha primeira fase, e despois o fluído trátase con medios
convencionais de quentamento. Como alternativa, pódense utilizar medios colectores de
concentracción máis complexos e custosos. Son dispositivos que reflexan e concentran
a enerxía solar incidente sobre unha zona receptora pequena. Como resultado desta
concentración, a intensidade da enerxía solar increméntase e as temperaturas do
receptor (chamado “branco” ) poden achegarse a varios centos, ou miles, de graos
Celsius. Os concentradores deben moverse para seguir ó Sol se se quere que actue con
eficacia; os dispositivos utilizados para isto chámanse heliostatos.
12

13. Outros métodos de recollida directa de enerxía solar:
A. Fornos solares
Os fornos solares son unha aplicación importante dos concentradores de alta
temperatura. O maior, situado en Odrillo, na parte francesa dos Pirineos, ten 9.600
reflectores cunha superficie total duns 1.900m2 para producir temperaturas de ata 4.000
ºC. Estes fornos son ideais para investigacións, por exemplo, na investigación de
materiais, que requiren temperaturas altas entornos libres de contaminantes.
B. Receptores centrais
A xeración centralizada de electricidade a partir de energía solar está en
desenvolvemento. No concepto de receptor central, ou de torre de potencia, unha matriz
de reflectores montados sobre heliostatos controlados por computadora reflexan e
concentran os raios de Sol sobre unha caldeira de auga situada sobre a torre. O vapor
xerado pode usarse nos ciclos convencionais das prantas de enerxía e xerar
electricidadae.
C. Arrefriamento solar
Pódese producir frío co uso de enerxía solar como fonte de calor nun ciclo de
arrefriamento por absorción. Un dos componentes dos sistemas estándar de
arrefriamento por absorción, chamado xerador, precisa unha fonte de calor. Posto que,
en xeral, requírense temperaturas superiores a 150 ºC para que os dispositivos de
absorción traballen con eficacia, os colectores de concentración son máis apropiados
que os de placa plana.
13

14. A ENERXÍA SOLAR: UNHA ENERXÍA CON FUTURO
A enerxía solar é unha enerxía garantizada para os próximos 6.000 millóns de anos.
O Sol, fonte de vida e orixe das demais formas de enerxía que o home utilizou
desde as árbores da historia, pode satisfacer tódalas nosas necesidades se aprendemos
como aproveitar de forma racional a luz que continuamente derrama sobre o planeta.
Leva brillando no ceo desde hai aproximadamente uns 5.000 millóns de anos, e aínda se
calcula que non chegou á metade da súa existencia. É tal a potencia da estrela que fai
posíbel a vida na Terra que este ano emitirá ao noso planeta 4.000 veces máis enerxía da
que imos consumir
España, pola súa privilexiada situación e climatoloxía, vese particularmente
favorecida respecto ao resto de países de Europa, xa que sobre cada metro cadrado de
solo inciden ao ano uns 1.500 quilovatios-hora de enerxía, cifra similar á de moitas
rexións de América Central e do Sur. Esta enerxía pode aproveitarse directamente, ou
ben ser convertida noutras formas útiles como, por exemplo, en electricidade.
Sería pouco racional non aproveitar, por tódolos medios tecnicamente posibles,
esta fonte enerxética gratuíta, limpa e inesgotable, que pode liberarnos definitivamente
da dependencia do petróleo ou doutras alternativas pouco seguras ou, simplemente
esgotables.
14

15. O Sol
regálanos a súa
enerxía en
forma de luz e
calor. Hoxe,
unha
tecnoloxía
establecida,
eficiente e non
contaminante
permítenos
utilizalo para
iluminar,
quentar as
nosas casas e
negocios reducindo os consumos enerxéticos para a produción de auga quente sanitaria,
a calefación, o quentamento de piscinas e a climatización. O seu uso non se xustifica só
no aforro enerxético e n a rendibilidade do usuario, senón que ademais contribue ao ben
común: a mellora de calidade de auga nas cidades, e do país; a rendibilidade
macroeconómica polo uso de recursos propios, a xeración de riqueza interna e de
empregos, e a redución da depandencia enerxética externa.
As perspéctivas do mercado de colectores solares térmicos no noso país son
excelentes. O “Plan de Fomento das Enerxías Renovables” cifra como obxectivo para o
2010ª instalación de 4.500.000 m2 de colectores solares adicionais (1.350.000 m2 foran
previstos para 2005)o cal representa un volume de negocio superior aos 300.000 millóns
de pesetas en 15 anos.
Os principais mecanismos que explican o espertar do mercado solar térmico nos
últimos anosestán ligados tanto ao crecemento do interese socialpola protección do
medio ambiente como a unha actitude máis activa pola parte das Administraccións.
As ordeanzas solares
mostran unha preocupación
especial por garantizar a
calidade das inatalacións
solares e o seu correcto
mantemento, promóvese a
eficacia enerxética dos
colectores solares e móstrase
especial interese en que a
integración arquitectóica da
instalación sexa axeitada.
Coas novas ordeanzas
solares, os usos afectados son
practicamente tódolos
edificios de nova construción ou aqueles aos que se lles somete a unha reforma
subatancial; as únicas excepcións van ligadas á imposibilidade física de aproveitar o sol
ou a elementos de protección do Patrimonio Histórico Artístico.
15

16. As principais aplicacións solares na cidade reguladas polas ordeanzasson a
preparación de Auga Quente Sanitaria e a climatización de piscinas. Os requisitos de
dimensionados usuais son normalmente tales que con enerxía solar redúcese dun 60 a
un 75% o seu consumo energético. Este requerimento de redución do consumo conleva
que, en función da eficiencia da tecnología solar utilizada, vaise necesitar unha area de
colectores diferente: canto maior sexa o rendemento do sistema solar no seu conxunto
(colectores solares, acumuladores, sistema de tuberías de distribución....), menor será a
area de colectores solares requerida.
As aplicacións de enerxía solar teñen que estar guiadas polos seguintes principios
básicos:
• O sistema solar debe ser un elemento máis das instalacións térmicas dos edificios, e
nese sentido, debe traballar en sintonía co resto dosequipos de confort térmico,
buscando solucións globais de aforro enerxéticoe protección do medio ambiente.
• O sistema solar debe integrarse harmonicamente coas solucións arquitectónicas
adoptadas no edificio de tal forma que os seus propietarios, ademais de beneficiarse
do aforro enerxético, deberán enorgullecerse da súa contribución á protección do
medio ambiente á vez que do aspecto do seu edificio.
• Un correcto mantemento é básico para garantizar que o sistema solar funcione
correctamente durante moitos anosaforrando o consumo de combustibles fósiles e
evitando as súas emisións contaminantes asociadas.
Aínda así, hai que sinalar que existen algúns problemas que debemos afrontar e
superar. Aparte das dificultades que unha política energética solar avanzada conlevaría
por si mesma, hain que ter en conta que esta enerxía está sometida a continuas
16

17. fluctuaciones avariacións máis ou menos bruscas. Así, por ejemplo, a radiación solar é
menor en inverno, precisamente cando máis falta nos fai.
É de vital importancia proseguir co desenvolvementoda aínda incipiente
tecnoloxía de captación, acumulacióne distribución da enerxía solar, para conseguir as
condicións que a fagan definitivamente competitiva, a escala planetaria. Consolar leva
traballando interrumpidamente desde o ano 1979na formaciónprofesional dos futuros
especialistas en enerxía solar, tanto a nivel nacional como internacional, para lograr un
bo coñecemento desta tecnoloxía limpa, e facer posible a súa implantación en tódolos
países.
QUE SE PODE OBTER COA ENERXÍA SOLAR?
Básicamente, recollendo de forma axeitada a enerxía solar, podemos obter calor
e electricidade. A calor lógrase mediante os captadores ou colectores térmicos, e a
electricidad, a través dos chamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos non teñen
nada que ver entre si, nin en canto a súa tecnoloxía nin na súa aplicación.
Falemos primeiro dos sistemas de aproveitamento térmico. A calor recollida nos
colectorespode destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por exemplo, pódese
obter auga quente para o consumo doméstico ou industrial, ou ben para dar calefacción
aos nosos fogares, hoteis, escolas, fábricas, etc.
Tamén, e aínda que pareza raro, outra das máis prometedorasaplicacións da calor
será a refrixeración durante as épocas cálidas, precisamente cando máis son as
radiacións solares. De feito, para obter frío fai falta dispoñer dunha «fonte cálida», a cal
17

18. pode ter perfectamente a súa orixe nos colectores solares instalados no tellado ou
azotea. Nos países árabes xa funcionan a pleno rendemento acondicionadores de aire
que empregan eficazmente a enerxía solar.
As aplicacións agrícolas son moi amplas. Con invernadoiros solares poden
obterse maiores e colleitas máis temprás; os secadeiros agrícolas consomen moita
menos enerxía si se combinan cun sistema solar, e, por citar outro exemplo, poden
funcionar prantas de purificación ou desalinizaciónde augas sen consumir ningún tipo
de combustible.
As «células
fotovoltaicas», dispostas
en paneis solares, xa
producían electricidade
nos primeiros satélites
espaciais. Actualmente
perfílanse como a
solución definitiva ó
problema da
electrificación rural, con
clara vantaxe sobre
outras alternativas, pois,
ó carecer os paneis de
partes móbiles, resultan
totalmente inalterábeis ó
paso do tempo, non
contaminan nin
producen ningún ruido,
non consomen combustible e non precisan mantemento. Ademais, e aínda que con
menos rendemento, funcionan tamén en días nubrados, posto que captan a luz que se
filtra a través das nubes. A electricidade que así se obtén pode usarse de maneira
directa, por exemplo para sacar auga dun pozo ou para regar, mediante un motor
eléctrico; ou ben se almacena en acumuladores para usarse nas horas nocturnas. Tamén
é posíbel inxectar a electricidade xerada na rede xeral, obtendo un importante beneficio.
Se se consegue que o prezo das células solares siga disminuindo, iniciándose a súa
fabricación a gran escala, é moi probable que, para a terceira década do século, unha
boa parte da electricidade consumida nos países ricos en sol teña a súa orixe na
conversión fotovoltaica.
A enerxía solar pode ser perfectamentecomplementada con outras enerxía
convencionais, para evitar a necesidade de grandes e custosos sistemas de acumulación.
Así , unha casa ben aislada pode dispor de auga quente e calefacción solar, co apoio dun
sistema convencional a gas eléctrico que unicamente funcionaría en períodos sen sol. O
custo da factura da luz sería só unha fracción do que acadaría sen a existencia da
instalación solar.
18

19. O aproveitamento directo da enerxía solar faise de diferentes formas:
• Quentamento directo de locais polo sol
En invernadoiros, vivendase outros locais, aproveitase o sol para quentar o
ambiente. Algúns deseños arquitectónicos buscan aproveitar ao máximo este efecto e
controlalo para poder restrinxir o uso de calefacción ou de aire acondicionado.
• Acumulación da calor solar
Faise con paneis ou estruturas especiais colocadas en lugares expostos ó sol, como
os tellados das vivendas, nos que se quenta algún fluido que almacena a calor en
depósitos. Úsase, sobre todo, para quentar auga e pode supoñer un importante aforro
enerxético se temos en conta que nun país desenvolvido máis do 5 % da enerxía
consumida emprégase para quentar auga.
• Xeración de electricidade
Pódese xerar enerxía electricidade a partir da enerxía solar por varios
procedementos. No sistema termal a enerxía solar úsase para converter auga en vapor en
en dispositivos especiais. Nalgúns casos úsanse espellos cócavos que concentran a calor
sobre tubos que conteñen aceite. O aceite acada temperaturas de varios centos de graos
e con el quéntase auga ata a ebullición.co vapor xérase electricidade en turbinas
clásicas. Con algúns dispositivos destes conséguense rendementos de conversión en
enerxía eléctrica da orde do 20 % da enerxía calorífica que chega aos colectores.
A luz do sol pódese convertir directamente en electricidade usando o efecto
fotoeléctrico. As células fotovoltaicas non teñen rendementos moi altos. A eficiencia
media na actualidade é dun 10 a un 15 %, aínda que nalgúns prototipos experimentais
logran eficiencias de ata o 30 %. Por isto se necesitan grandes extensións se se quere
producir enerxía en grandes cantidades.
Un dos problemas da eléctricidade xerada co sol é que só se pode producir durante
o día e é difícil e cara de almacenar. Para intentar resolver este problema estase a
investigar diferentes tecnoloxías. Unha delas usa a eleectricidade para disociar a auga,
por electroforese, en osíxeno e hidróxeno. Despois o hidróxeno úsase como combustible
para rexenerar auga, producindo enerxía pola noite.
A produción de electericidade por estes sistemas é máis cara, en condicións
normais, que polos sistemas convencionais. Só nalgúnhas situacións especiais compensa
o seu uso, aínda que as tecnoloxíasvan avanzando rapidamente e no futuro poden xogar
un importante papel na produción de electricidade. En moitos países en
desenvolvemento estanse usandocon gran aproveitamento nas casa ou granxas aos que
non chega o suministroordinario de electricidade porque están moi lonxe das centrais
eléctricas.
19

20. SOL E ENERXÍA SOLAR
O Sol é unha masa de materia gasosa quente que irradia a unha temperatura
efectiva duns 6.000 º C. O Sol está a unha distancia duns 150 millóns de quilómetros da
Terra, e a constante solar, isto é, a intensidademedia de radiación media fóra da
atmosfera é aproximadamentede 1.94 cal/min.cm3. A intensidade da radiación solar que
chega á superficie da Terra, redúcese por varios factores variables, entre eles, a
absorción da radiación, en intervalosde lonxitudede onda específicos polos gases da
atmosfera ( CO2, ozono,...), polo vapor de auga, polas partículas de pó, gotiñas de auga
e pola reflexión das nubes.
O total da enerxía solar que chega á Terra é enorme. Nun día de sol de verán, a
enerxía que chega ao tellado dunha casa de tipo medio, sería máis que suficiente para
satisfaceras necesidades de enerxía desa casa por todo un día.
No noso planeta, o maior produtor de enería que é o Sol. A cantidade de enerxía
solar que chega en forma de radiacióno noso planeta, é equivalente a aproximadamente
35 millóns de veces a enerxía que producen todas as centrais eléctricas dun país como
Chile.
A radiación solar, proveenos de enerxía luminosae calorífica. Tamén pode
transformarse en enerxía eléctrica. Ademais, a radiación é fundamentalmente para que
as plantas a través da fotosíntese, obteñan enerxía e vivan. As plantas son a base da
cadea alimenticia da Terra, provendo de enerxía a todo o reino animal. O petróleo, o gas
e o carbón mineral, son produto da descomposición de restos de vexetais e animais que
viviron hai millóns de anos.
Ademais, a enerxía solar xera a evaporación da auga dos mares, a cal precipita
en lagos e ríos, que serán aproveitadosna xeración de hidroelectricidade. Ó quentar máis
unhas zonas que outras, o Sol produce diferenzas no “peso” das masas de aire, xerando
os sistemas de ventodo planeta: a enerxía eólica.
Na sociedade actual, utilizamos a enerxía que nos entrega o Sol de diversas
maneiras. A radiación directa sírvenos para secar roupa, quentar e cociñar. A radiación
úsase tamén para xerar electricidade. A luz solar pode tamén transformarse directamente
en electricidade, utilizando celdas e paneis fotovoltaicos. Estas celdas desnvolvéronse
nos anos cincuenta para ser utilizadas por satélites espaciais.
Crése que o Sol ten uns 5.000 millóns de anos e que se formou cando a
gravidade atraeu unha gran nube de gas e pó, da cal tamén se orixinaron a Terra e outros
planetas. É unha estrela formada por diversos elementos gasosos, principalmente
hidróxeno, nunhas condicións, que de forma espontánea e ininterrumpida producen
unha fusión nuclear. Esta é a orixe da enerxía solar, que se pode considerar como unha
fonte inesgotable de enerxía.
A calor é o movemento dos átomos e das moléculas: canto maior é a temperatura,
maior é a súa velocidade e as súas colisións son máis violentas. Cando a temperatura no
centro do Sol recén formado se elevou o suficiente como paraque as colisións entre os
núcleos véncese a súa repulsión eléctrica e os núcleos empezaron a xuntarse. Isto libera
20

21. enerxía nuclear e mantén a alta temperatura do centro do Sol; a calor tamén mantén a
alta presión do gas, mantendo o Sol inflado e neutralizando a atracción gravitatoria que
non o concentra máis.
Sen embargo, toda esta enerxía non chega á superficie da Terra, xa que ó
atravesar a atmosfera, a radiación solar perde intensidadedebido a diversos factores,
tanto atmosféricos como xeográficos. A enerxía que recibe a Terra do Sol, ten dous
compoñentes: a radiación directa, que non sufre cambios e a radiación dispersa, debida
á dispersión por outra parteda attmosfera e do solo.
A irregular distribución deste fluxo energético fai necesario a súa medida
experimental para obterdatos fiables para o deseño e construción dos sistemas de
captación.
En tódalas civilizacións, desde as máis antigas, aparecen alusións ao sol como
elemento imprescindíbel para a vida. Xa no século V a.C., Sócratesrecomendaba
construir as casas cas fachadas altas ao Sur para captar o sol invernal e as fachadas
baixas ao Norte para evitar ventos fríos.
Na actualidade, as emisións de fumes contaminantes seguen aumentando, as
árbores séguense talandosen controle as plantas extínguense a unha gran velocidade.
Estas son algunhas das razóns polas que o home busca enerxías alternativas, é dicir,
enerxías renovables.
A sociedade de consumo converteuse nun círculo vicioso. Cando se empeza xa
non se pode parar. O consumo é a fórmula para que a sociedade funcione e non
desapareza. O perigo é que a natureza élle imposíbel repoñerse á mesma velocidadeca
que dela se extra materiais. Polo que todos temos que concienciarnos de que ver a
calidade de vida de forma diferente a como a vemos agora.
21

22. O aproveitamento da radiación solar mediante a súa conversión directa en
enerxía térmica require unha tecnoloxía relativamente simple, xa que, en suma, se trata
de imitar un fenómeno que a natureza realiza constantemente.
Nun típico día despexado e nos momentos no que o sol está alto sobre o
horizonte, sobre cada metro cadrado de solo horizontal incide case un quilovatio- hora
de enerxía radiante. Dita enerxía transformase integramente en calor, elevando a
temperatura dos corpos materiais sometidos a súa acción. Máis importante aínda que a
cantidade absoluta de enerxía recibida nunha área e periodo de tempo determinados é a
intensidade coa que dita enerxía acada a superficie, é dicir, a maior ou menor
concentración do fluxo enerxético, posto que dita intensidade é o factor que máis inflúe
na capacidade de elevar a temperatura do corpo que recibe a radiación.
A inclinación coa que os raios do sol inciden sobre a superficie que desexamos
quentar determinará a intensidade da enerxía térmica recibida. Canto máis oblicuos
sexan os raios con respecto a dita superficie, a enerxía total que transporte un feixe
repartirase sobre unha área máis extensa e, polo tanto, a intensidade dos seus efectos
será máis débil en cada punto da mesma.
Debido á inclinación do eixo de rotación da Terra con respecto ao plano sobre o
cal se translada arredor do Sol, os raios solares inciden con diferente ángulo segundo a
época do ano. En inverno, fano cun ángulo máis pequeno respecto á horizontal, ó
contrario que no verán, época na que ata chegan a acadar a vertical nas horas centrais do
día e nas zonas próximas ó Ecuador. Isto é a causa de que, aínda con ceo completamente
libre de nubes, a enerxía total que incide ao longo dun día sexa considerabelmente
maior en verán ca en inverno. Aínda así, nun día claro de inverno recíbese suficiente
enerxía para que, aproveitandoa de forma axeitada, se poidan satisfacer moitas das
necesidades básicas, incluíndo o cociñado de alimentos mediante cociñas solares.
22

23. Debido á maior verticalidade dos raios solares, se consideramos a enerxía
incidente sobre unha certa superficie horizontal e durante un periodo de tempo
determinado, por exemplo durante unha ou dúas horas, resultará que esta será moito
maior nas horas centrais do día que nas horas inmediatamente posteriores ao amencer
ou anteriores á posta do sol.
POSÍBEIS USOS DA ENERXÍA SOLAR:
Calefacción doméstica.
Quentamento de auga, entre outros usos, para uso sanitario.
Actividades agrícolas, centrais de secado de produtos mediante o quentamento
do aire.
Calefación de ambientes destinados á cría de animais.
Aplicacións mineiras, mediante o emprego de pozos solares.
Refrigeración
Destilación
Fotosíntese
Xeración de enerxía
Cociñar
Evaporación
Acondicionamento de aire
Control de xeadas
Secado
Sistema de calefacción radiante.
A enerxía solar ten tres campos de aplicación:
• Conversión en enerxía eléctrica
• Conversión en enerxía térmica
• Enerxía solar pasiva
23

24. • CONVERSIÓN EN ENERXÍA ELÉCTRICA
Consiste na utilización da enerxía solar para producir directamente electricidade.
Para esta aplicación utilizanse células solares ou fotovoltaicas. Os sistemas
fotovoltaicos permiten a transformación de luz solar en enerxía eléctrica, é decir, a
conversión dunha partícula luminosa con enerxía (fotón) nunha enerxía electromotriz
(voltaica).
Cando a enerxía luminosa incide na célula fotoeléctrica, existe un
desprendemento de electróns dos átomos que comezan a circular libremente no material.
Se medimos a voltaxe existente entre os dous extremos do material, observamos que
existe unha diferencia de potencial entre 0,5 e 0,6 voltios. Pero esta cantidade de enerxía
é insuficiente se non somos capaces de obter maiores voltaxes e correntes que permitan
aplicacións prácticas. Para iso, deséñanse en cada oblea centos de diodos, os cales son
capaces de suministrar tensións de varios voltios. Os paneis solares poden acoplarse en
forma modular, o que permite que poidan pasar dun sistema doméstico de xeración de
enerxía, a outro máis potente para indusrias ou instalacións de gran consumo.
Para a instalación dun sistema solar fotovoltaico é necesario realizar un
dimensionado ou cálculo das necesidades e confort que un require. Con isto podemos
calcular os vatios que se necesitan en cada momento segundo a radiación do sol en cada
lugar.
O elemento principal dun sistema de enerxía fotovoltaica é a célula fotoeléctrica.
Os paneis solares están constituidos por centos destas células, que conexionadas
adecuadamente, suministran voltaxes suficientes para, por exemplo, a recarga dunha
batería. Para a súa costrución, da area común (con alto contido en silicio) obtense
inicialmente unha barra de silicio sen estrutura cristalina, unha vez separados os seus
dous compoñentes básicos e que acolle gran cantidade de impurezas.
Mediante un proceso electrónico, que tamén permite eliminar as impurezas, a
barra de silicio amorfo é transformada nunha estrutura monocristalina, a cal posee
características de illante térmico, ó estar formada por unha rede de unións atómicas
altamente estables. A continuación, co material ausente totalmente de impurezas (unha
pequena impureza faino inservible), é cortado en obleas (finas láminas de só unha
décima de milímetro). As obleas, son entón fotograbadas en celdillas con polaridades
positiva e negativa; a polaridade positiva conséguese a base de introducir o que
electrónicamente falando denomínanse ocos, é dicir, impurezas que están compostas por
átomos que na súa capa de valencia só teñen tres electróns (fáltalle un par para estar
estables).
Pola súa parte, na zona negativa séguese un proceso similar ó da zona positiva,
pero neste caso as impurezas que se inxectan son átomos que na súa capa de valencia
teñen cinco electróns, é dicir, na esrutura de cristal sobra un electrón (sobra un electrón,
por iso se di que ten carga negativa). O conxunto de ambos materiais (positivos e
negativos) forman un diodo; este dispositivo ten a característica de deixar pasar a
corrente eléctrica nun sentido pero non no outro.
24

25. ENERXÍA FOTOVOLTAICA
O fenómeno fotovoltaico foi descuberto en 1839 e as primeiras celdas solares de
selenio foron desenvolvidas en 1880. Sen embargo, non foi senón até 1950 cando se
desenvolveron as celdas de silicio monocristalino que actualmente dominan a industria
fotovoltaica. As primeiras celdas deste tipo tiñan unha eficiencia de conversión de tan
só o 1 %;xa que para 1954 lográrase incrementar a eficiencia ao 6 % en condicións
normais de operación, mentres no laboratorio lográronse eficiencias próximas a 15 %.
As primeiras aplicacións prácticas fixéronse en satélites artificiais.
En 1958 foron utilizadas para enerxizar o transmisor de respaldo do Vaguard1.
desde entón as celdas fotovoltaicas levan proporcionando enerxía a practicamente
tódolos satélites artificillas.
Na actualidade as instalacións con capacidades de un a dez caladas están sendo
lugar común arredor do mundo para aplicacións agroindustriais como o bombeo de
auga, refrixeración, preservación de produtos perecedeiros, ou desalación de auga.
En 1982, construiuse a primeira planta fotovoltaica de potencia, cunha
capacidade de 1 MW, no estado de California nos Estados Unidos. Esta planta xera
suficiente electricidade para satisfacer as necesidades de 300 a 400 casas-habitacións.
Tempo despois, no mesmo estado, instalouse outra planta fotovoltaica de potencia con
capacidade de 6.5 MW, que produce preto de 14 milllóns de caladas hora ó ano, enerxía
eléctrica suficinte para abastecer as necesidades de máis de 2.300 casas típicas na área.
As celdas solares fotovoltaicas son dispositivos que converten a luz solar
directamente en electricidade, sen necesidade de equipos mecánicos. As celdas solares
están feitas de delgadas capas de material semicondutor, usualmente silicio, están
unidas a contactos de metal para completar o circuíto eléctrico, e encapsuladas en vidrio
ou plástico.
As celdas fotovoltaicas (FV) individuais teñen unha produción eléctrica limitada,
a cal pode ser empregada para operar equipos pequenos tales como xoguetes, reloxos e
calculadoras de peto. Para incrementar a saída (voltaxe e amperaxe) dunha fonte FV, as
celdas individuais únense electricamente en diferentes formas. O módulo FV é o
conxunto máis básico de celdas FV, o cal pode incluir desde menos dunha ducia até
preto dunha ducia até preto de 100 celdas. O panel FV comprende grupos de módulos,
mentres que o arranxo de FV é a combinación de paneis en arranxos en serie e/ou
paralelo.
A forma máis popular de arranxo
FV está feita de paneis planos e pode
responder á luz difusa de todo o ceo (isto
é, pode producir electricidade aínda en
días anubrados). Os paneis FV planos
poden estar fixos nun soporte ou
moverse para seguila traxectoria do sol.
25

26. TECNOLOXÍA FOVOLTAICA
Unha instalación fotovoltaica illada está formada polos equipos destinados a producir,
regular, acumular e tranformar a enerxía eléctrica. Estes equipos son os seguintes:
1) Células fotovoltaicas: É onde se produce a conversión fotovoltaica, as máis
empregadas son as feitas con silicio cristalino. A incidencia da radiación
luminosa sobre a célula crea unha diferenza de potencial e unha corrente
aproveitable.
2) Placas fotovoltaicas: Son un conxunto de células fotovoltaicas conectadas entre
si. Estas células están encapsuladas para formar un conxunto resistente.
3) O regulador: Ten por función regular a carga e a descarga das baterías e
eventualmente protexelas dunha sobrecarga excesiva.
4) Baterías: Son o almacén da enerxía eléctrica xerada. Neste tipo de aplicacións
normalmente utilízanse baterías estacionarias, que non só permite dispor de
electricidade durante a noite e nos momentos de baixa insolación senón para
varios días.
5) O ondulador: Transfoma a corrente continua (a 12, 24 ou 48 v) xerada polas
placas fotovoltaicas e a acumulada nas baterías a corrente alterna (a 230 v e 50
Hz).
TIPOS DE CÉLULAS SOLARES
1) Células monocristalinas
Son células formadas por un so tipo de cristal: silicio puro dopado. O dopado
consiste en introducir outros materiais contaminantes en menor cantidade ou
impurezas nun material nai como é neste caso o silicio. Son bastante caras e
difíciles de conseguir. A pesar diso, conseguen uns rendementos moi bos, os
máis grandes, superiores ó 18 %
2) Células policristalinas
Constrúense basicamente con silicio, mesturado con arsenio e galio, son un
agregado de materiais, case como un biscoito: xuntas ingredientes, mestúralos,
colocalos nun molde e logo no forno a unha temperatura determinada. Son máis
sinxelas de conseguir e conseguen uns rendementos nada despreciábeis (15 %).
Non duran tanto tempo pero son perfectas para lugares con condicións
ambientais propias , como a alta montaña, os desertos etc.
3) Células amorfas
As máis baratas, menos duradeiras e con rendementos moi baixos de arredor dun
6 % que tenden a cero co avellentamento. Son as empregadas en calculadoras e
aparellos polo estilo xa que a enerxía que proporcinan é moi baixa. Constrúense
a base de evaporar encima dun cristal nunha cámara de efluvios o material
semicondutor ou fotorreactivo e colocar un par de eletrodos en cada unha das
unidades correspondentes.
26

27. O SISTEMA FOTOVOLTAICO
Un sistema fotovoltaico é o conxunto de dispositivos cuxa función é transformar a
enerxía solar directamente en enerxía eléctrica, acondicionando esta última aos
requerimentos dunha aplicación determinada. Consta principalmente dos seguintes
elementos:1)arranxos de módulos de celdas solares, 2)estrutura e cimentos do arranxo,
3)reguladores de voltaxe e outros controladores, tipicamente un controlador de carga de
baterías, un inversor de corrente cd/ca ou un rectificador ca/cd, 4)baterías de
almacenamento eléctrico e recinto para elas, 5)instrumentos, 6)cables ou interruptores,
7)rede eléctrica circundante e 8)cercado de seguridade, sen incluír as cargas eléctricas
Un sistema fotovoltaico non sempre consta da totalidade dos elementos
mencionados con anterioridade. Pode prescindirse dun ou máis destes, dependendo do
tipo e tamaño das cargas a alimentar, o tempo, hora e época de operación e a natureza
dos recursos enerxéticos dispoñibles no lugar de instalación.
FUNCIONAMENTO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO
Nun sistema típico, o proceso de funcionamento é o seguinte: a luz solar incide
sobre a superficie do arranxo fotovoltaico, onde é transformada en enerxía eléctrica de
corrente directa polas celdas solares; esta enerxía é recollida e conducida até un
controlador de carga, que ten a función de enviar toda ou parte desta enerxía até o banco
de baterías, onde é almacenada, coidando que non se excedanos límites de sobrecarga e
sobredescarga; deseños, parte desta enerxía é enviada directamente ás cargas.
A enerxía almacenada é utilizada para abastecer as cargas durante a noite ou en
días de baixa insolación, ou cando o arranxo fotovoltaico é incapaz de satisfacer a
demanda por si so. Si as cargas a alimentar son de corrente directa, isto pode facerse
directamente desde o arranxo fotovoltaico ou desde a batería; si, en cambio, as cargas
son de corrente alterna, a enerxía procedente do arranxo e das baterías, limitada polo
controlador, é enviada a un inversor de corrente, o cal a converte en corrente alterna.
APLICACIÓNS DA ENERXÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Practicamente calquera aplicación que precise electricidade para funcionar pódese
alimentar cun sistema fotovoltaico axeitadamente dimensionado. A única limitación é o
custodo equipo e, nalgunhas ocasións, o tamaño do campo de paneis. Non obstante, en
lugares remotos alonxados da rede de distribución eléctrica, o máis rentable é
normalmente instalar enerxía solar fotovoltaica antes que facer unha conexión á rede.
Entre as principais aplicacións inclúense: centrais solares de células
fotovoltaicas, pequenas instalacións (como faros, balizas..), electrificación de vivendas,
sistemas de bombeo e rego, iluminación de estradas, repetidores de radio e televisión,
depuradoras de augas residuais, satélites lanzados ó espazo, automóbiles, etc.
27

28. CENTRAL FOTOVOLTAICA
A radiación solar é unha fonte de enerxía limpia, gratuíta e inesgotábel que non se
pode almacenar. Unha forma de aproveitala a gran escala é transformala en enerxía
eléctrica.
A produción de enerxía solar fotovoltaica non precisa nin turbinas nin xeradores
e usa unicamente a propiedade de determinados materiais semicodutores, básicamente o
silicio, capaces de xerar unha corrente de electróns (electricidade) cando incide sobre
eles unha corrente de fotóns (a radiación solar). O efecto fotoeléctrico é, pois, a base da
produción de enerxía eléctrica por radiación solar. As centrais fotovoltaicas, dedicadas á
produción de enerxía a gran escala, seguen basicamente os mesmos esquemas que as
pequenas instalacións con conexión á rede eléctrica. Dado que as células fotovoltaicas
non teñen , por agora, rendementos moi altos necesítanse grandes extensións se se quere
producir enerxía en cantidades importantes.
Así, unha central fotovoltaica consiste nunha vasta extensión de placas ou
paneis fotovoltaicos que son os responsables de transformar a radiación solar en
electricidade. Os módulos solares xeran corrente eléctrica continua. Esta é transferida ó
armario ou caixa de corrente continua, situado na chamada sala de potencia. Dado que a
electricidade chega ós fogares e as empresas como corrente alterna (CA), a enerxía
producida polas placas debe ser convertida, mediante un equipo inversor, en CA.
28

29. Invertida, chega ó armario ou caixa de corrente alterna e, antes de ser transferida á rede
de distribución, pasa ó chamado centro de transformación, composto basicamente por
un transformador, encargado de cambiar a voltaxe que a corrente ten a súa entrada por
outro diferente que entrega a súa saída e que permitirá que sexa transportada pola liña
de transportede enerxía de alta tensión. A este esquema básico súmase, nunha gran
instalación deste tipo, unha unidade ou centro de monitorización e control, desde a que
segue e vixila a proceso, e outros elementos como a torre ou estación meteorolóxica.
VANTAXES E INCONVENIENTES DA ENERXÍA SOLAR FV
- Vantaxes:
A enerxía solar fotovoltaica é unha das fontes máis pometedoras de enerxía
renovable no mundo. Comparada coas fontes non renovables, as vantaxes son claras: é
totalmente non contaminante, non ten partes móbiles que analizar e non require de
moito mantemento.
Non require dunha extensa instalación para operar. Os xeradores de enerxía
poden ser instalados dunha forma distribuida na cal, os edificios xa construídos, poden
xerar a súa propia enerxía de forma segura e silenzosa.
Aínda cando a enerxía fotovoltaica é comparada con outras fontes de enerxía
renovables, tales como a eólica, hidráulica e a solar térmica, hai algunhas vantaxes
obvias. Primeiro, a enerxía producida polo vento e a auga, dependen de turbinas para
lograr que os xeradores produzan enerxía. As turbinas e os xeradores teñen partes
móbiles que se poden dañar, que requiren mantemento e que son ruidosas. A enerxía
solar térmica, necesita unha turbina para que o xerador produza enerxía eléctrica.
En síntese, a enerxía fotovoltaica é xerada directamente do sol. Os sistemas
fotovoltaicos non teñen partes que se movan, polo tanto non requiren mantemento e as
súas celdas duran décadas.
- Inconvenientes:
Os inconvenientes deste sistema de xeración de enerxía, non é tanto a orixe desa
enerxía, o Sol, que excede as nosas necesidades, nin tampouco a materia prima de onde
se extrae o silicio, consiste en area común moi abundante nas nosas praias, trátase da
técnica de construción das obleas, excesivamente complexa e cara. Un segundo motivo
é o rendemento obido e o espazo de terreo ocupado polos elementos captores; o
rendemento final estímase nun 13 %.
29

30. RENDIBILIDADE DA ENERXÍA FV
A rendibilidade depende do
lugar do mundo onde nos
atopemos. Unha gran parte da
humanidade, nos países en
desenvolvemento, non ten acceso á
electricidade por carecer dunha
infraestrutura eléctrica básica.
Nestes países a enerxía solar
fotovoltaica resulta ser a fonte
máis rentable para obter
electricidade, e nalgúns lugares, a
única.
Nos países desenvolvidos, nos
que existe unha ampla
infraestrutura eléctrica, a cuestión
é diferente. Neste caso, en termos
puramente económicos, os
sistemas fotovoltaicos só resultan
rentables en lugares alonxados da
rede convencional. Non obstante, a
cuestión cambiaría bastante se,
ademais da rendibilidade
económica, tivéramos en conta
tamén o custo ambiental de cada
fonte de enerxía.
VIDA ÚTIL DUN PANEL SOLAR FV
Tendo en conta que o
panel carece de partes
móviles e que as células
e os contactos van
encapsulados nunha
robusta resina sintética,
conséguese unha moi boa
fiabilidade xunto cunha
longa vida util, da orde
de 30 anos ou máis.
Ademais se unha das
células falla, isto non
afecta ao funcionamento
das demais, e a
intensidade, e a
intensidade e voltaxe
producidas poden ser facilmente axustadas engadindo ou suprimindo células.
30

31. MANTEMENTO DUN SISTEMA FOTOVOLTAICO
As instalacións fotovoltaicas requiren un mantemento mínimo e sinxelo, que se
reduce ás seguintes operacións:
‐ Paneis: requiren un mantemento
nulo ou moi escaso, debido a súa
propia configuración: non teñen
partes móbiles e as células e as súas
conexións internas están
encapsuladas en varias capas de
material protector. Convén facer
unha inspección xeral 1 ou 2 veces ó
ano: asegurarse de que as conexións
entre os paneis e o regulador están
ben axustadas e libres de corrosión. Na maioría dos casos, a acción da chuvia elimina a
necesidade de limpeza dos paneis; en caso de ser preciso , simplemente utilizar auga e
algún deterxente non abrasivo.
­ Regulador: a simplicidade do equipo de regulación reduce substancialmente o
mantemento e fai que as avarías sexan moi escasas. As operacións que se poden realizar
son as seguintes: observación visual do estado e funcionamento do regulador;
comprobación do cableado do equipo; observación dos valores instantáneos do
voltímetro e amperímetro: dan un índice do comportamento da instalación.
­ Acumulador: é o elemento da instalación que require unha maior atención; do seu uso
correcto e bo mantemento dependerá en gran medida a súa duración. As operacións
usuais que deben realizarse son as seguintes:
o Comprobación do nivel do electrolito (cada 6 meses aproximadamente): debe
manterse dentro da marxe comprendida entre as marcas de “máximo” e
“mínimo”. Se non existen estas marcas, o nivel correcto do electrolito é de 20
mm por riba do protector de separadores. Se se observa un nivel inferior nalgún
dos elementos, débense encher con auga destilada ou desmineralizada. Non debe
encherse nunca con ácido sufúrico.
o Ó realizar a operación anterior debe comprobarse tamén o estado dos terminais
da batería; debe limparse de posibles depósitos de cobre e cubrir con vaselina
neutra todas as conexións.
o Medida da densidade do electrolito (se se dispón dun densímetro): co
acumulador totalmente cargado, debe ser de 1,240+/-0,01 a 20 graos Celsius. As
densidades deben ser similares en tódolos vasos. Diferencias importantes nun
elemento é sinal de posible avaría.
IMPACTOS AMBIENTAIS DA ENERXÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
31

32. A enerxía solar fotovoltaica, ó igual que outras enerxías renovables, constitue,
frente aos combustibles fósiles, unha fonte inesgotable. Contribue ao autoabastecemento
enerxético nacional e é menos perxudicial para o medio ambiente, evitando os efectos
de uso directo (contaminación atmosférica, residuos, etc) e os derivados da súa xeración
(excavacións, minas, canteiras, etc)
Os efectos da enerxía solar fotovoltaica sobre os principais factores ambientais son os
seguintes:
Clima: a xeración de enerxía eléctrica directamente a partir de luz solar non
require ningún tipo de combustión, polo que non se produce polución
térmica nin emisións de CO2 que favorezan o efecto invernadoiro.
Xeoloxía: as células fotovoltaicas fabrícanse con silicio, elemento obtido da
area, moi abundante na natureza e do que non se requiren cantidades
significativas. Polo tanto, na fabricación dos paneis fotovoltaicos non se
producen alteracións nas características litolóxicas, topográficas,ou
estruturais do terreo.
Solo: ó non producirse nin contaminantes, nin verteduras, nin movementos
de terra, a incidencia sobre as características físico-químicas do solo ou a
súa erosionabilidade é nula.
Augas superficiais e subterráneas: non se produce alteración dos acuíferos
ou das augas superficiais nin por consumo, nin por contaminación por
residuos ou verteduras.
Flora e fauna: a repercusión sobre a vexetación é nula e ó eliminarse os
tendidos eléctricos, evítanse os posíbeis efectos perxudiciais para as aves.
Paisaxe: os paneis solares teñen distintas posibilidades de integración, o
que fai que sexan un elemento fácil de integrar e harmonizar en diferentes
tipos de estruturas,minimizando o seu impacto visual. Ademais, ó tratarse
de sistemas autónomos, non se altera a paisaxe con liñas eléctricas.
32

33. Ruidos: o sistema fotovoltaico é absolutamente silencioso, o que representa
unha clara vantaxe fronte aos xeneradores de motor en vivendas illadas.
Medio social: o solo preciso para instalar un sistema fotovoltaico de
dimensión media, non representa unha cantidade significativa como para
producir un grave impacto. Ademais, na maioría dos casos, pódense
integrar nos tellados das vivendas.
Por outra parte, a enerxía solar fotovoltaica representa a mellor solución para
aqueles lugares nos que se require dotar de enerxía eléctrica determinados espazos
preservando as condicións do entorno; como é por exemplo nos Espazos Naturais
Protexidos.
A continuación imos ver algúns exemplos de sistemas fotovoltaicos:
33

34. XIGANTE PORTUGUESA: A maior central fotovoltaica empeza a ver a luz en Portugal.
Sobre máis de cen hectáreas (concretamente 114 hectáreas) do municipio de
Moura (unha das zonas máis soleadas e menos desenvolvidas de Europa) no sur de
Portugal comezouse a construir a partir de 2006 unha central fotovoltaica de moito
peso: 64 megawatios. Será a maior central do mundo: 350.000 paneis e 250 millóns de
euros de custo, prevíase que comezase a funcionar a inicios deste ano, 2009. A
construción desta central será levada a cabo por British Petroleum Solar (BP Solar). A
central xerará 88 xigawatios de enerxía por ano, permitirá ademais reducir as emisións
de CO2 en 60.000 toneladas anuais.
Esta será seis veces máis potente que a de Arnstein ( Baviera-Alemaña ) a máis
grande do mundo ata a data de hoxe.
Dos 250 millóns de euros , BP Solar destinará 10 millóns a construir unha fábrica
de paneis solares. Esta fábrica da BP terá unha produción anual de 25 megawatios e
traballará en exclusiva para a central fotovoltaica de Moura durante tres anos, e despois
dirixirá a súa produción á exportación.
Este proxecto conta co favor do Estado que subvencionará o proxecto a través da
tarifa de electricidade, que para este tipo de enerxía é de 320 euros por megawatios, a
máis cara de todas as enerxías renovables.
Portugal ten como obxectivo chegar ó 2010 con 150 megawatios de potencia
fotovoltaica instalada.
Paneis solares na central fotovoltaica de Moura.
O PROXECTO DE SETEVENTOS
34

35. O proxecto de Seteventos é un exemplo do emprego de enerxía solar na nosa
comarca, a Terra de Lemos.
O proxecto da planta solar de O Saviñao está a piques de dar un paso decisivo. A
empresa promotora ten nestes momentos todos os permisos administrativos que
necesitaba da Xunta. Trala licenza de obra que lle conceda o concello comezarán a
instalar os seguidores solares no monte que teñen xa alugado.
Solidaridad Solar, a empresa promotora poñerá en marcha este complexo na
parroquia de Seteventos. Foi necesario aplicar cambios técnicos para que o complexo de
Seteventos funcione como tres plantas solares distintas, cada unha coa súa liña para
levar a enerxía á rede, pois non haberá autorizacións para centrais de máis de dez
megawatios e os 690 seguidores que haberá neste monte suman xa 23.
Ter todos os permisos administrativos é a condición establecida polo Banco
Santander para concederlle un préstamo de máis de 130 millóns de euros para financiar
as obras. En Solidaridad Solar esperan que o primeiro grupo estea conectado a rede
xeral e producindo cando termine o primeiro semestre do 2009. A comezos de 2010
pensan que estarán ó 100%. Segundo os portavoces desta empresa, á central
correspóndelle emitir, segundo a súa produción, 42.000 toneladas anuais de CO2. Con
isto, ó igual que todas as empresas de enerxías renovables, poden utilizar os seus
dereitos de CO2 para negociar a súa venda coas industrias contaminantes que
sobrepasan a súa cuota de emisións deste gas que teñen asignadas.
PROXECTO DUN SISTEMA FOTOVOLTAICO CON RASTREXADOR SOLAR
Este proxecto ten como obxectivo principal deseñar e construir un sistema
fotovoltaico capaz de seguir o movemento solar para maximizar a produción de enerxía
eléctrico ó longo do día.
O sistema consta dunha
estrutura metalmecánica con
dous paneis solares de 75
watios cada un , un módulo
central de procesamento
basado no uso dun
microcontrolador PIC, un
sistema de control
manual/automático de
potencia para o movemento
de motores, un sistema de
rastrexo de intensidade
luminosa, un módulo de
transformación e
almacenamento (en baterías)
de enerxía.
• CONVERSIÓN EN ENERXÍA TÉRMICA
35

36. Consiste na utilización da enerxía solar para obter calor. Todo corpo exposto ó sol
absorbe unha parte dos raios solares que sobre el inciden. Isto da lugar a que o material
se quente e adquira unha certa calor. Isto relízase mediante colectores solares, que
poden clasificarse nos seguintes tipos:
-Colector solar plano: formado por unha superficie metálica plana que leva adherida a
ela unha serie de tuberías de cobre, estando cuberto de pintura negra absorbente e
selectiva. Polas tuberías circula a auga ó ser quentada pola radiación solar. Para evitar as
perdas de calor por condución, o conxunto leva na súa parte posterior unha capa de
material illante que pode ser poliuretano expandido ou la de vidro.
O rendemento dun colector solar dedúcese comparando a cantidade de calor que
se obtén da auga e a cantidade de calor que recibe o colector da radiación solar. Sen
embargo, o rendemento diminue bruscamente a medida que aumenta a temperatura
debido ás perdas térmicas. Para diminuir estas perdas, a solución é poñer dúas ou tres
cubertas de vidro en lugar de unha. Pero con esta solución aparece outro inconveniente,
xa que aumentan as perdas ópticas, pois todo raio solar incidente sobre un vidro perde
parte da intensidade por absorción e refracción no mesmo, perdas que aumentan ó haber
máis capas de vidro.
Outra forma de reducir as perdas térmicas e obter simultaneamente unha redución das
perdas ópticas é colocar placas verticais de vidro ou plástico entre as dúas placas de
vidro. Desta forma redúcense as perdas térmicas por convección e en canto ás
refraccións producidas nas placas horizontais son atrapadas polas verticais,
recuperándose así parte das perdas ópticas.
36

37. -Colector ó vacío: a idea de facer o vacío entre a cuberta de vidro e a placa receptora,
reduce as perdas por convección a cero e se a isto lle sumamos unha superficie de
absorción selectiva tamén se poden reducir case a cero as perdas por radiación. Sen
embargo, conseguir un vacio entre as placas dun colector plano é moi difícil
tecnicamente porque hai que ter un soporte ríxido no espazo entre as placas e un sellado
hermético ás veces imposible de practicar.
-Colectores concentradores: o seu principio é o de conectar mediante procedementos
ópticos a enerxía que irradia o sol antes da súa transformación en calor. Así, unha
radiación solar que entra a un colector concentrador a través dunha superficie
determinada é reflexada, refrectida ou absorbida por unha superficie menor, para ser a
continuación transformada en enerxía térmica. Isto non ocorre no colector plano, onde a
transformación da enerxía solar en térmica efectúase na mesma superficie que recibe a
radiación.
A súa vantaxe é a redución das perdas térmicas no receptor, pois ó ser de menor
superficie haberá menos área para a radiación da calor, e polo tanto o líquido que circula
polo receptor pode quentarse a maiores temperaturas cun rendemento razonable e a un
custo menor. As refraccións extras da radiación fan aumentar as perdas ópticas.
Utilízanse para instalacións que traballan a media temperatura. Poden proporcionar
temperaturas de ata 300 ºC con bos rendementos. As centrais de colectores de
concentración utilízanse para serrar vapor a alta temperatura con destino a procesos
industriais.
Os máis difundidos son os colectores de concentración cilíndrico-parabólicos. Todos
levan un sistema para xirar e manterse orientados cara ó sol. Estes colectores divídanse
en dous tipos:
-De alta concentración: mediante dispositivos especiais e precisos de enfoque e
seguimento do sol, conseguen no receptor unha alta densidade de enerxía.
-De baixa e media concentración: non requiren dispositivos especiais de enfoque e
tampouco un seguimento permanente do sol, senón a modificación da súa posición
algunhas veces por ano.
TIPOS DE ENERXÍA SOLAR TÉRMICA
37

38. Os sistemas de aproveitamento de enerxía solar por vía térmica poden dividirse en tres
grupos:
o CONVERSIÓN TÉRMICA A TEMPERATURAS BAIXAS (-90º)
Consiste na captación da enerxía solar por medio duns paneis solares planos
constituidos polas seguintes partes: unha lámina transparente que deixa pasar a
radiación solar colocada sobre unha superficie negra que absorbe dita radiación.
Conectado a esta superficie escura hai un conduto por onde pasa auga fría, que grazas á
enerxía do Sol absorbida pola superficie negra, sae quente do panel. O conxunto, a
excepción da placa transparente, está rodeado dun illante para evitar a perda de calor.
Neste tipo de conversión térmica necesítase un sistema de almacenamento da enerxía,
neste caso en forma de auga quente, para cando sexa de noite ou estea anubrado.
o CONVERSIÓN TÉRMICA A TEMPERATURAS MEDIAS (90-200º)
Utilízanse espellos e lupas, concentradores solares, para concentrar a radiación
solar sobre unha superficie moito menor ca dos paneis planos. A concentración da
radiación solar sobre superficies reducidas prodice unha maior temperatura, e en
definitiva maior enerxía calorífica. A eficacia dos concentradores solares depende dun
sistema de orientación que as mova para seguir a traxectoria solar. Necesitan tomar
directamente a radiación do Sol.
38

39. o CONVERSIÓN TÉRMICA A TEMPERATURAS ALTAS (+200º)
Utilízanse máis espellos e de maior tamaño para concentrar aínda máis a
radiación. Estes enormes espellos, chamados helióstatos, son orientables para seguir a
luz do Sol. O seu maior aproveitamento prodúcese, mediante unha alta torre unha
caldeira, hacia onde confluen os raios solares. Son sistemas típicos das zonas moi
soleadas e cálidas, coma nas zonas desérticas.
VANTAXES E INCONVENIENTES DA ENERXÍA SOLAR TÉRMICA
Os obstáculos que ata agora impediron a amplia aplicación da enerxía solar
térmica son os elevados custos iniciais da súa instalación e a falta de coñecemento
público. Para que a enerxía solar cobre protagonismo nos fogares é necesaria a
participación por parte das Administracións públicas. Aínda que o seu prezo pode
resultar en principio elevado, se se fai a gran escala, resulta unha boa inversión a longo
prazo. Tamén neste proxexto hai que buscar formas de incorporar a enerxía solar nas
nosas casas, a baixo custo e usando materiais reciclados, evitando os altos custos.
‐Vantaxes:
-Redución importante nos gastos de combustibles.
-É enerxía non contaminante, pois procede dunha fonte de enerxía inesgotable.
-É un sistema de aproveitamento de enerxía idóneo para zonas onde o tendido eléctrico
non chega (campo, illas), ou é dificultoso e custoso o seu translado.
-Os sistemas de captación solar son de fácil mantemento.
-O custo diminue a medida que a tecnoloxía vai avanzando (o custo dos combustibles
aumenta co paso do tempo porque cada vez hai menos) -
-É unha enerxía limpa, de fácil mantemento, que non deixa de lado a protección do
medio ambiente.
‐Inconvenientes:
-O nivel de radiación varía dunha zona a outra e dunha estación do ano a outra.
-Requírese unha gran inversión inicial
-Débese complementar este método de convertir enerxía con outros.
-Os lugares onde hai maior radiación son lugares desérticos e alonxados (enerxía que se
aproveitará para desenvolver actividades agrícolas, industriais, etc.).
• ENERXÍA SOLAR PASIVA
39

40. Os seus principios están baseados nas características dos materiais empregados na
construción e na utilización dos fenómenos naturais de circulación de aire. Polo tanto,
establécese unha interrelación entre enerxía solar pasiva e arquitectura, xa que estes
sistemas constrúense sobre a estrutura do edificio. Unha das grandes vantaxes dos
sistemas pasivos, frente aos activos, é a súa grande duración xa que a súa vida é igual a
do edifício.
Os sistemas de calefacción solar activa incluen equipos especiais que utilizan a enerxía
do Sol para quentar ou arrefriar estruturas existentes. Os sistemas pasivos implican
deseños de estruturas que utilizan a enerxía solar para arrefriar e quentar. Nunha casa,
un espazo solar serve de colector en inverno cando as persianas están abertas e de
refrixerador ou neveira en verán cando están pechadas. Muros grosos de formigón
permiten oscilacións de temperatura xa que absorben calor en inverno e illan no verán.
Os depósitos de auga proporcionan unha masa térmica para almacenar calor durante o
día e liberalo durante a noite.
A repercusión no medio ambiente deste aproveitamento de enerxía solar é nula, xa que
non se produce ningún tipo de impacto sobre a atmosfera, a auga ou o solo, nin
tampouco outro tipo de efectos como ruido, alteracións de ecosistemas, efectos
paisaxísticos particulares,etc. A súa aplicación resulta favorable polo impacto evitado e
a incorporación de elementos da arquitectura solar pasiva debe conducir a producir dous
efectos sobre as edificacións que permitan o acondicionamento técnico das mesmas
durante todas as épocas do ano.
Outras formas de aproveitar esta enerxía son:
-Mediante cristais que illan o recinto do exterior, deixando pasar os raios solares.
-Mediante acumuladores térmicos, que reteñen esa calor e vano disipando pouco a
pouco, polo que se asegura calor durante máis tempo, por exemplo durante a noite.
PROBLEMAS NO APROVEITAMENTO DA ENERXÍA SOLAR
40

41. Da radiación solar total soamente dúas millonésimas partes chegan á atmosfera
terrestre. Pero desta radiación dirixida o noso planeta pouco máis da metade incide
efectivamente na superficie da Terra. Nos niveis superiores da atmosfera elimínase a
maior parte da radiación ultravioleta, mentres que a terceira parte das radiacións é
devolta ao espazo por reflexión, difusión e refracción. Ademais unha parte queda
absorbida polo vapor de auga e outros compoñentes da atmosfera.
A enerxía solar non chega de xeito uniforme á Terra: a estación do ano, a hora
do día, a altitude..., son os factores que fan variar a radiación que absorbe a superficie
terrestre. O aproveitamento enerxético do Sol presenta unha serie de vantaxes frente a
outros tipos de enerxías, como é o seu carácter de gratuita e inesgotable a escala
humana. Sen embargo, a enerxía solar presenta serios problemas para a súa explotación.
En primeiro lugar, a radiación chega de forma constante e inconstante, especialmente ó
non dispoñer na actualidade dun sistema eficaz de almacenamento de enerxía. En
segundo lugar, para utilizar a gran escala a enerxía solar non son necesarios sistemas de
captación de gran superficie, o cal inflúe no seu prezo.
A aplicación práctica da enerxía solar ten as súas limitacións técnicas,
xeralmante relacionadas co rendemento obtido, ademais de que non todos os habitantes
do noso planeta teñen as mesmas oportunidades para o seu aproveitamento. O Sol
ilumina a Terra de forma desigual e con diferente ángulo e intensidade segundo a rexión
terrestre de que se trate, a estación do ano e o ciclo día/noite. O ideal é dispoñer dunha
zona que se atope iluminada durante a maior parte do ano, iso implica que determinados
lugares quedan á marxe do seu aproveitamento como nos países nórdicos. Pero nas
zonas máis próximas ó Ecuador vense altamente beneficiadas.
DESENVOLVEMENTO ACTUAL DA ENERXÍA SOLAR EN ESPAÑA
41

42. España, ó ser un dos países da Unión Europea con máis posibilidades no
aproveitamento da enerxía solar, desenvolvéuse unha alta tecnoloxía propia grazas tanto
a proxectos comunitarios como propios españois. Existe un considerable número de
empresas nacionais con tecnoloxía propia, cuxos equipos son tan competitivos coma os
mellores doutros países. Ademais, España conta con moitísimas instalacións que
aproveitan de forma individual ésta enerxía, xa sexa a base de coletores ou de células
solares. As zonas máis idóneas son: o sur peninsular e as illas.
Para o futuro, a enerxía solar por vía térmica e debido á baixa competitividade das
súas instalacións non se prevé un gran desenvolvemento e ampliación. É necesario un
continúo apoio para logar reducir estes costes. Por vía fotovoltaica as perspectivas son
máis esperanzadoras, debido ó continuo desenvolvemento da tecnoloxía que ofrece
mellores produtos a menores precios. Neste campo prevese unha importante redución do
prezo dos paneis solares, de tal maneira que sexa rentable a súa aplicación en moitos
casos.
Actualmente, estanse instalando moitos paneis solares fotovoltaicos en casas onde
ou ben non se pode levar corrente eléctrica ou ben é moi caro levar unha toma a esa
casa. Estas casas teñen unas placas solares que recollen a luz polo día, gastan o que lles
sexa necesario e o que sobre, almacénase nunha batería para ter luz pola noite. Estas
casas funcinan coma calquera outra casa, pero os seus electrodomésticos son todos de
baixo consumo, o cal fai que non gasten máis enerxía da que teñen. Estas placas son
bastante caras, pero a longo prazo rentabilízanse, pois non teñen que levar a liña ata a
súa casa, non teñen que pagar por ter un contrato coa compañía e non teñen que pagar
facturas, pois a electricidade é xerada por eles mesmos. Ademais, hai asociacións que
axudan económicamente a estas persoas para mercar os paneis solares e montar toda a
instalación.
ENERXÍA EÓLICA
42

43. A enerxía eólica é unha enerxía renovable, é dicir que nunca se acaba. Esta
enerxía é unha variable da enerxía solar, pois derívase do quentamento da atmosfera e
das irregularidades de relevo da superficie terrestre.
Durante o día o sol cuenta o aire que está sobre a Serra máis que o que está sobre o mar.
O aire expándase e elevase, diminuido así a presión sobre o terreo e facendo que o vento
sopre dende o mar cara ás costas. A rotación terrestre, a diferenza de temperatura e o
vento depende da súa velocidade. Cerca do chan, esa velocidade baixa, pero aumenta
rapidamente coa altura. Canto máis accidentada sexa a superficie do terreo, máis freará
este a o vento. Sen embargo, o vento sopra con máis forza sobre o mar que na Serra. Por
iso, as mellores localizacións para colocar turbinas atópanse no mar, sobre os outeiros,
próximas á costa e en lugares con pouca vexetación.
O desenvolvemento das enerxías renovables é unha necesidade global, para iso é
preciso comezar a substitución dos combustibles fósiles por fontes limpas de xeración
co obxectivo de reducilas emisións de CO2 de xeito drástico. Esta substitución debe
darse de xeito inmediato se queremos realmente frear as consecuencias do cambio
climático e os graves impactos que xa están sufrindo a sociedade e o medio ambiente, e
que poderán intensificarse de xeito dramático durante este século se non aplicamos as
políticas enerxéticas correctas.
Simultaneamente á substitución dos combustibles fósiles por enerxías renovables debe
abandonarse progresivamente a enerxía nuclear, dado que demostrou o seu rotundo
fracaso económico, social e ambiental, supoñendo unha grave ameaza para a sociedade,
tanto polos residuos radioactivos, os accidentes e escapes continuos. As emisións de
gases de efecto invernadoiro veñen producidas principalmente por a queima de
combustibles fósiles, sendo necesario o cambio dun modelo enerxético insostible
mediante a substitución dos combustibles fósiles e a enerxía nuclear por fontes limpas e
renovables,eficiencia e aforro enerxético.
A enerxía eólica representa hoxe en día unha das fontes enerxéticas máis baratas
e cunha tecnoloxía de aproveitamento totalmente desenrolada. Os actuais aeroxeradores
43

44. son capaces de producir electricidade a prezos competitivos coas fontes tradicionais
enerxéticas, partindo dunha fonte natural, renovable e non contaminante de enerxía.
A tecnoloxía evoluciona cara a unha maior eficiencia na recuperación da enerxía do
vento e cara a unha apertura de novos horizontes na procura de novos emprazamentos.
A tecnoloxía eólica mariña, tecnoloxía offshore, pode ser, e é, xa unha alternativa
respecto diso, que comeza a ser unha realidade en lugares como pode ser Dinamarca.
No momento que se chegue a unha situación de produción destas grandes cantidades de
electricidade mediante o vento, é previsible que se aconselle que non toda esa
electricidade xerada entre directamente na rede, para non desequilibrar esta cando haxa
carencia de vento, senón que unha parte desa electricidade atope formas de
transformación para ser acumulada como vectores enerxéticos limpos, como poida ser o
hidróxeno. O uso deste hidróxeno verde poderase realizar tanto para facilitar a
regulación da rede eléctrica, vertendo a esta a parte da enerxía producida que o sistema
pode absorber, como para eliminar as crecentes emisións de gases de efecto
invernadoiro do sector transporte.
Diferentes países emprenderon unha liña clara de introdución do uso da enerxía eólica
nos seus sistemas de produción enerxética. Alemaña con 1400 MW en uso, EE.UU. con
6687 MW, España con 6202 MW e Dinamarca, que con 3123 MW instalados produciu
no ano 2003 o 18% da enerxía eléctrica consumida no país (datos a finais de 2003).
Estes datos son claros exemplos da potencialidade da enerxía eólica para a produción de
enerxía eléctrica.
Na aplicación da tecnoloxía eólica no mar (offshore) presuponse que se instalarán
equipos de potencia entre 2.000 e 5.000 kW, o cal incrementará a capacidade de
xeración eléctrica.
A finais do ano 2003 a potencia mundial de orixe eólica superaba os 38 GW. Isto
proporciona enerxía suficiente para satisfacer as necesidades duns 22 millóns de
fogares, máis de 53 millóns de persoas. A taxa anual de crecemento dos últimos anos é
superior ao 30%.
VANTAXES DA ENERXÍA EÓLICA
A enerxía eólica non contamina, é inesgotable e frea o esgotamento de
combustibles fósiles contribuíndo a evitar o cambio climático. É unha tecnoloxía de
aproveitamento totalmente madura e posta a punto.
É unha das fontes máis baratas, pode competir e rendibilidade con outras fontes
enerxéticas tradicionais como as centrais térmicas de carbón (considerado
tradicionalmente como o combustible máis barato), as centrais de combustible e ata coa
44