Energia solar

L’energia fotovoltaica es produeix per la transformació directa de la radiació solar en electricitat mitjançant panells solars formats per materials semiconductors, normalment de silici. Una de les parts del panell se sol dopar amb fòsfor i, per aquesta raó, té més electrons (part N), mentre que la segona capa es troba dopada amb bor i té un dèficit d’electrons (part P).

Mitjançant l'efecte fotoelèctric, els fotons —partícules lluminoses de la radiació solar— exciten els electrons de la part N que boten per a ocupar la part P, fet que provoca el moviment de càrregues al panell. Aquest moviment genera electricitat en forma de corrent continu, que s’emmagatzema en bateries fins a convertir-se en corrent altern, i està present en tots els nostres electrodomèstics.

L’energia fototèrmica és una mica més complicada. Fonamentalment, consisteix en l’aprofitament de l’energia solar per a generar calor i, encara que a elevades temperatures, també s’utilitza industrialment per a generar electricitat. Funciona mitjançant col·lectors solars tèrmics, dispositius que utilitzen l’energia solar per a calfar aigua. El col·lector absorbeix l’energia solar i la transforma en calor per a calfar el fluid que circula pel seu interior. Aquest dispositiu es troba unit a un dipòsit on s'emmagatzema el fluid calent. 

Encara que a baixes temperatures no és eficient per a generar electricitat, és molt útil per a la producció d’aigua calent sanitària (ACS), la calefacció i refrigeració domèstica o el calfament de piscines.

El potencial solar a la Terra és molt elevat; de fet, només necessitem un 0,01% de l’energia solar anual que ens arriba per a satisfer les necessitats energètiques del món sencer. Aleshores, per què continuem utilitzant altres fonts energètiques? La realitat és que l'energia solar és molt difícil de gestionar per l’elevada dependència i variabilitat de la radiació solar respecte a diferents factors.

Astronòmicament, el recorregut de la radiació a través de l’atmosfera i el seu angle d'inclinació és en funció de la posició relativa Terra-Sol, fet que provoca un màxim d’hores de sol i radiació rebuda en els mesos d’estiu i un mínim en hivern.

Quant a la geografia, la latitud a la qual ens trobem influeix molt en la quantitat de radiació solar que rebem. En regions tropicals i properes a l’Equador, el Sol es troba molt a prop de la vertical, i rebem la radiació de manera més directa. En canvi, en regions polars, l’elevació del Sol inclús en estiu és poca i els nivells de radiació solar són baixos.

Els factors meteorològics també afecten l’energia solar, ja que condicions de nuvolositat, calima, incendis o pluja —entre d'altres— afecten negativament la radiació solar captada pels panells. Inclús en absència de condicions meteorològiques adverses, components de l’atmosfera com el vapor d’aigua, l’ozó i aerosols són responsables de l’atenuació de la radiació solar.

Tenint en compte aquests factors, és evident que les instal·lacions solars també afectaran el rendiment de la producció d’energia. El tipus de panell solar o la seua inclinació són factors rellevants i s’ha de trobar un equilibri entre rendibilitat i eficiència a l’hora de preparar la construcció de plantes fotovoltaiques o fototèrmiques.

Malgrat la gran variabilitat del recurs energètic, l'energia solar és líder en la transició energètica cap a les renovables. La seua versatilitat per a adaptar-se a distints escenaris i els avanços tecnològics dels últims anys han permés que les aplicacions d'aquesta energia cresquen de manera exponencial, així com la seua popularitat. I és que, tant la fototèrmica com la fotovoltaica, són energies 100% renovables, els processos de conversió a energia elèctrica són totalment nets, no s'alliberen gasos d’efecte hivernacle, contaminants atmosfèrics ni residus perillosos i l'energia produïda és de qualitat.