El futuro energético y la energía solar

El beneficio económico de la energía solar consiste no sólo en sustituir los combustibles tradicionales por renovables, sino en reducir los costos reales de pago por electricidad o por la generación de calor y por supuesto los costos futuros que esto conlleva.
Sólo por mencionar algo, un sistema solar (térmico o fotovoltaico) no requiere de ningún combustible para su funcionamiento y los costos de mantenimiento son muy bajos o incluso nulos, por lo que los materiales, el diseño y la instalación suman prácticamente la totalidad de los costos. Actualmente, con la crisis de los energéticos convencionales el periodo de amortización de una instalación solar puede ser de tan solo 5 a 10 años.
Cómo se utiliza la energía solar
Una parte de la energía que emite el Sol es absorbida por la Tierra. Sólo por hacer una comparación, el sol emite aproximadamente 340.000 veces más energía que la potencia nuclear que existe en el mundo; 14.000 veces más del consumo de energía mundial en un año y 28.000 veces más que la producción mundial de petróleo. Pero, para aprovechar esa energía primero debe ser capturada y convertida en energía útil.
El principio común a los sistemas solares térmicos es el siguiente: la radiación solar se capta y el calor se transfiere ya sea al agua o al aire como medios portadores de calor, de esta forma la energía se puede usar de forma directa (por ejemplo para calentar agua) o indirectamente por medio de un aparato que intercambie calor y lo transfiera a un destino final (por ejemplo la calefacción de una casa). Pero algo importante se presenta en el aprovechamiento de la energía solar: su utilización depende de la cantidad de radiación que podamos captar, es decir, qué cantidad de energía llegará al lugar donde queremos, para ello es importante saber cuál es la temporada del año y la hora del día en que hay más sol y a su vez comprender el movimiento relativo entre la Tierra y el Sol.
Además de eso debemos conocer también los efectos de declinación (que se manifiestan en las cuatro Estaciones del año), la altitud (que se nota en el día y la noche), zénit (que permite al medio día poder ver al sol por encima de nuestra cabeza –sólo en las zonas ecuatoriales-). Por todo ello es que los colectores solares deben tener una cierta inclinación respecto del suelo y al mismo tiempo deben ser, en lo posible, orientados al sur (Platzhoff, 2008).
Algunos sistemas de aprovechamiento
La energía solar térmica tiene una gran variedad de usos que incluyen desde el agua caliente sanitaria hasta la calefacción o secado y actualmente se desarrollan nuevas áreas entre las cuales se encuentra la climatización solar. Hasta ahora el sistema más sofisticado es utilizado en la arquitectura solar o bioclimática, la cual consiste en diseñar los edificios de acuerdo a las características propias del lugar, de manera que se pueda aprovechar la mayor cantidad de radiación solar, pero hay también otros ejemplos:
Los captadores (o colectores) solares
El principio bajo el cual funciona un colector solar se basa en una trampa de calor, la cual tiene la forma de una caja, en cuya superficie se encuentra una especie de cristal que permite la entrada y absorción de la radiación solar -en forma de onda corta-, misma que al calentarse emite radiación térmica -de onda larga-, razón por la cual el mismo cristal impide su salida (esto se conoce también como efecto invernadero).

Colector solar

Secado solar
Esta es una de las técnicas de la energía solar térmica más antiguas del mundo, se realiza simplemente expandiendo los granos para exponerlos al sol y al aire; se realiza también para el secado de madera o pescado. En ocasiones esta es la única posibilidad de conservar los alimentos en los países donde no se tienen otras formas de energía.
Calefacción solar por aire
Estos sistemas succionan el aire a través de un colector solar perforado, que puede servir al mismo tiempo de pared de un edificio. Son muy adecuados en edificios industriales que requieren gran demanda de ventilación.
Desalinización solar
Cuando la escasez de agua potable en algunas partes del mundo es inminente o donde el precio de la energía convencional es elevado, se presenta este tipo de aprovechamiento. La destilación del agua de mar o impura proveniente de pozos puede realizarse por medio de un destilador solar, que produce la evaporación del agua separándola de impurezas permitiendo así su utilización.
La energía solar térmica en el mundo
El ejemplo mundial en el desarrollo de energías renovables es la Unión Europea, pues a finales del año 2004 había instalados 14 millones de m² de captadores solares, dato que no habría sido posible sin el aporte de países como Alemania, Austria y Grecia. De los 2 millones de m² que se instalaron en el año 2005, la mitad fue en Alemania. En Chipre, por ejemplo, más del 90% de los edificios construidos están equipados con captadores solares térmicos. Grecia tiene más de 200.000 m² instalados y cuenta con una red que abastece de agua caliente a uno de cada cuatro habitantes (OCDE, 2008).
Se prevé que en Europa para el año 2010 la industria de energía solar pueda generar 100.000 nuevos empleos, que van desde la fabricación de células fotovoltaicas, paneles solares, equipos de regulación y control, etc. Desgraciadamente el hecho de que la primera inversión para instalar un sistema solar sea relativamente costosa, impone una barrera para difundir esta técnica, pues el ahorro a largo plazo es poco valorado y la inversión tiende a sobreestimarse. Por esta razón, muchos gobiernos del mundo ofrecen cada vez más incentivos económicos para la instalación de sistemas solares. Por otro lado, la experiencia de los países mencionados demuestra que tras una primera etapa en el número de instalaciones, el mercado de energía solar puede mantenerse sin apoyo.