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Métodos de generación termosolar
En la generación de energía termosolar se calienta un medio con ayuda del sol. Este se expande o pasa al estado gaseoso y acciona así una turbina que a su vez acciona un generador que luego suministra la energía deseada. Otro método es el llamado motor Stirling, que funciona únicamente con calor, no utiliza líquido y el generador conectado directamente también suministra la energía deseada.
La torre solar
Una gran cantidad de espejos, llamados helióstatos, dirigen los rayos del sol hacia un punto de una torre. Este punto se calienta hasta mil °C y el líquido evaporado acciona un gran generador a través de una turbina y suministra una gran cantidad de energía eléctrica de forma muy centralizada. Ésta es la ventaja de esta técnica. Una desventaja es el gran número de helióstatos, que deben controlarse individualmente mediante complicados programas informáticos, ordenadores gigantes con miles de salidas de control. Dado que cada helióstato requiere dos motores, se requiere una considerable tecnología y cableado. Esto plantea importantes desafíos de mantenimiento y reduce significativamente la vida útil del sistema. Una ventaja es que el enorme calor se puede almacenar en líquidos y, por tanto, en depósitos aislados, por lo que se puede utilizar para generar energía durante algún tiempo, incluso por la noche. Básicamente, todo el sistema es como un enorme espejo parabólico.
El canalones parabólicos
Esta tecnología se basa en largos canalones parabólicos en cuyo punto focal se instala una línea de absorción. En esta línea se calienta un líquido, que luego se expande y puede usarse para impulsar una turbina. Los canalones parase pueden disponer en serie o en paralelo mediante tuberías, de modo que se pueda conseguir la temperatura óptima en cada estación del año. Dado que todos los canales del sistema están conectados entre sí a través de una línea de campo solar, se puede operar un generador central, como la torre, que luego suministra grandes cantidades de energía de forma centralizada. La desventaja de esta tecnología es que los canales largos sólo se pueden ajustar en un eje y, por lo tanto, no siempre se pueden orientar de forma óptima hacia el sol, lo que afecta a la eficiencia. Una ventaja aquí también es que el calor del líquido se puede almacenar en depósitos para poder utilizarlo durante un rato por la noche.
El espejo parabólico redondo
Esta tecnología es, con diferencia, la forma más antigua de convertir la energía solar en energía eléctrica. También es el método con mayor eficiencia. Los espejos se pueden mover en los ejes X e Y y siempre están perfectamente alineados con el sol. Controlar un campo de espejos es extremadamente sencillo porque los espejos se mueven principalmente en paralelo sobre un eje y el segundo eje puede funcionar predominantemente estáticamente. En la primera imagen se puede ver un espejo de caldera de vapor de Augustin Mouchot de 1878 que accionaba un pequeño generador y en la segunda imagen se puede ver un espejo con un motor Stirling y un generador que también puede generar energía eléctrica directamente. Estos sistemas también pueden calentar líquidos y grandes generadores también pueden funcionar de forma centralizada y estos líquidos también pueden almacenarse temporalmente en tanques. Estos espejos se pueden utilizar en sistemas pequeños, medianos y muy grandes. Desarrollar espejos grandes no es un problema porque ya existen como grandes antenas parabólicas que pueden reconfigurarse fácilmente.
Fotovoltaica
Función fotovoltaica (célula solar de película delgada)
1) La capa superior de silicio está intercalada con átomos de fósforo, aquí hay un exceso de electrones. Electrones que se mueven libremente.
2) La capa inferior de silicio está intercalada con átomos de boro, aquí faltan electrones. Agujeros que se pueden mover libremente.
3) Se crea un fuerte campo eléctrico en la capa de transición.
4) La luz entra en la capa de transición y los electrones se excitan.
5) La energía luminosa crea ahora nuevos portadores de carga y surge una tensión. Los electrones ahora se mueven a través de las capas que forman el panel solar hasta la batería.
Requisito
Sin embargo, se necesitan varios dispositivos electrónicos para hacer que la energía eléctrica de los paneles solares sea utilizable para el hogar, ya que el voltaje directo de estos paneles es bajo y los paneles no producen alta potencia. Si estuvieran sobrecargados se calentarían y empezarían a arder. Por lo tanto, la energía debe almacenarse temporalmente en baterías para alcanzar un cierto nivel de rendimiento. Este almacenamiento debe controlarse mediante un dispositivo de control para que la batería no se sobrecargue y empiece a quemarse. La tensión continua de la batería ahora debe convertirse en una tensión alterna superior en un inversor, que a su vez debe controlarse para que la batería no se recibe demasiada peso y empiece a quemarse. El problema del incendio ya se ha controlado muy bien, pero ya se han quemado varias techos, porque una vez que uno de los conjuntos comienza a arder, es muy difícil detener el fuego.
La fotovoltaica no es generación termosolar sino sólo generación solar. Esto significa que la energía eléctrica no se genera mediante calor sino únicamente mediante luz. Los paneles solares no necesitan calor; por el contrario, las heladas no suponen ningún problema para los sistemas fotovoltaicos. No daña el material y puede tener un efecto positivo en el rendimiento. Porque el frío puede incluso aumentar la eficiencia de los módulos. Esto se debe al silicio, el material con el que se fabrican la mayoría de los módulos fotovoltaicos.
La instalación fotovoltaica sigue generando electricidad incluso cuando hay nubes, pero en ese caso la potencia es limitada. Cuando nieva, hay que limpiar el sistema de nieve si la carga de nieve es demasiado grande; la limitación de rendimiento suele ser menor de lo esperado.
El mayor problema de la energía fotovoltaica es la estructura, que limita la vida útil de los paneles. Inmediatamente después de la puesta en servicio, el rendimiento de la célula solar comienza a disminuir. La degradación y el envejecimiento provocan una pérdida de rendimiento de hasta el 80% en los módulos solares tras 25 - 30 años de funcionamiento. Este es un proceso normal desencadenado por el movimiento de electrones, que esencialmente descompone el material. Tienes que imaginar esto a nivel atómico. Los electrones se eliminan constantemente del grupo atómico, lo que a largo plazo afecta negativamente a la energía del átomo. Otra gran desventaja es que los materiales fabricados mediante un complejo proceso de silicio, plata, indio, cadmio, plomo, selenio y estaño, según el tipo, aún no se pueden separar y reintroducir en el proceso de fabricación. Actualmente sólo se pueden reutilizar los marcos y el cristal. Debido a las sustancias tóxicas que contienen todos los tipos, el resto son residuos peligrosos que deben eliminarse laboriosamente. Por eso es extremadamente importante investigar finalmente sobre la separación química y el reciclaje de dichos materiales.
La producción y eliminación de estos paneles solares y los accesorios necesarios, especialmente las baterías, requieren mucha energía y, lamentablemente, actualmente hasta el 90% de esta se produce a partir de combustibles fósiles. Por supuesto, esto reduce significativamente la producción real de energía climáticamente neutra. Por lo tanto, sería lógico limitar el uso de la energía fotovoltaica mientras no se hayan aclarado las cuestiones de la producción climáticamente neutra y el reciclaje de materiales.
Conclusión
Se debe determinar exactamente qué tipo de generación es la más eficiente, utiliza la menor cantidad de recursos, tiene el tiempo vida de servicio más prolongado y utiliza la menor cantidad de energía durante el suministro.
Porque en este momento se trata claramente de proporcionar energía climáticamente neutra lo más rápido posible sin riesgos ni efectos secundarios y NO de proporcionar tantos recursos financieros como sea posible para unas pocas personas, porque eso es exactamente lo que nos ha llevado a la precaria situación, en el que estamos ahora.
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