Los rayos solares se dispersan mucho y es preciso «recolectar» y concentrar su calor para poder aprovecharlo.
Cómo se atrapa la energía del Sol
La energía que llega a la Tierra en forma de luz solar es inmensa: más de 12.000 veces mayor que el consumo mundial de combustible. Los rayos del Sol que inciden durante un año en las carreteras de Estados Unidos contienen el doble de la energía del petróleo y la hulla consumidos en tal lapso en todo el mundo.
Pero captar y almacenar esa abundante energía gratuita es difícil y costoso. Los rayos solares se dispersan mucho y es preciso «recolectar» y concentrar su calor para poder aprovecharlo.
En los sistemas domésticos para calentar agua con energía solar, los colectores o paneles se montan en el techo del hogar, hacia el Sol. Detrás de unos paneles de vidrio o plástico el agua circula en tuberías pintadas de negro, para que absorban calor al máximo. El agua caliente se bombea entonces para hacerla llegar a una cisterna.
En los techos de Japón hay 3 millones de paneles solares, y la mitad de las casas de Israel cuentan con éstos. En Europa, donde prevalece la nubosidad y solo se recibe la mitad de la luz solar que en Israel, hay menos paneles.
La energía solar también se usa para generar electricidad. Para ello es preciso lograr altas temperaturas y concentrar el calor. Se utilizan espejos dispuestos en un semicírculo, de manera que reflejen la luz solar hacia una torre energética. La luz solar reflejada se concentra en un receptor ubicado en la parte superior de la torre, y calienta un fluido que circula por tuberías. Si se trata de agua, el vapor a alta presión acciona los generadores de electricidad.
La mayor torre de este tipo está en el desierto de Mojave, Estados Unidos, que recibe luz solar todos los días del año. Su reflector abarca 40 hectáreas y consta de 1.818 espejos en círculos concéntricos, enfocados hacia un calentador de la torre, que mide 78 metros de altura.
De hecho, desde el lanzamiento del satélite estadounidense Vanguard en 1958, todo artefacto espacial ha dependido de celdas solares para abastecerse de electricidad. Las celdas se basan en el descubrimiento, hecho por el físico alemán Heinrich Hertz en 1887, de que ciertas sustancias generan electricidad al recibir luz (efecto fotovoltaico).
Las celdas están compuestas por una fina capa de silicio contigua a otra capa aún más delgada de silicio impregnado de boro, que altera el comportamiento eléctrico del primero. La luz que incide en las capas externas hace que los electrones emigren al recubrimiento de silicio, creando un voltaje entre ambas capas. Es preciso interconectar series de celdas para que la suma de sus potencias sea aprovechable. A pesar de que el silicio es barato -es el componente básico de la arena y la roca-, su conversión en los cristales requeridos para las celdas solares es costosa, y por lo general se requieren muchas de ellas.
En 1981 cruzó el Canal de la Mancha el Solar Challenger, aeroplano impulsado por 16.128 celdas solares que generan 2,5 kilovatios. Los autos impulsados por energía solar tienen baterías, donde la almacenan para días nublados o para subir cuestas.
Cada día son más las aplicaciones de la energía solar; por ejemplo, ya son comunes los relojes y las calculadoras solares, y están popularizándose los sistemas solares para calentar el agua de las piscinas.
En 1982 se terminó en Victorville, California, EE. UU., la primera gran planta que genera electricidad -1 megavatio- con celdas solares. En Europa, una de las más grandes instalaciones de este tipo se localiza en la isla Pellworm, frente a la costa occidental de Alemania, donde 17.500 celdas solares cubren una zona tan grande como dos canchas de fútbol y abastece de electricidad a un balneario de aguas minerales.
