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Transformar la Energia del Sol

La energia solar se puede utilizar de dos formas diferentes. Como antaño hicieron griegos romanos y todos los pueblos clásicos que lo veneraron se puede utilizar la energía calorífica que nos proporciona, así pues, con colectores solares de diferentes tipos, calentadores y concentradores  se puede calentar agua, aunque no a muy altas temperaturas, es decir no pueden superarse los 4000 º k por lo que la energía solar no será útil a la hora de fundir metales en altos hornos etc. pero sí que algunas cosas podemos lograr, dependiendo del ingenio del diseñador y de las posibilidades tecnológicas.
Para recoger la energia calorífica del sol se utilizan varios dispositivos:
 
Colectores de placa plana:
 Los colectores de placa plana interceptan la radiación solar en una placa de absorción por la que pasa el llamado fluido portador. (Éste, en estado líquido o gaseoso, se calienta al atravesar los canales por transferencia de calor desde la placa de absorción). La energia transferida por el fluido portador, dividida entre la energia solar que incide sobre el colector y expresada en porcentaje, se llama eficiencia instantánea del colector. Los colectores de placa plana tienen, en general, una o más placas cobertoras transparentes para intentar minimizar las pérdidas de calor de la placa de absorción en un esfuerzo para maximizar la eficiencia. Son capaces de calentar fluidos portadores hasta 82 °C y obtener entre el 40 y el 80% de eficiencia.
Los colectores de placa plana se han usado de forma eficaz para calentar agua y para calefacción. Los sistemas típicos para casa-habitación utilizan colectores fijos, montados sobre el tejado. En el hemisferio norte se orientan hacia el Sur y en el hemisferio sur hacia el Norte. El ángulo de inclinación óptimo para montar los colectores depende de la latitud. En general, para sistemas que se usan durante todo el año, como los que producen agua caliente, los colectores se inclinan (respecto al plano horizontal) un ángulo igual a los 15° de latitud y se orientan unos 20º latitud S o 20º de latitud N, aprovechando asi más la energía solar. Además de los colectores de placa plana, los sistemas típicos de agua caliente y calefacción están constituidos por bombas de circulación, sensores de temperatura, controladores automáticos para activar el bombeo y un dispositivo de almacenamiento. El fluido puede ser tanto el aire como un líquido (agua o agua mezclada con anticongelante), mientras que un lecho de roca o un tanque aislado sirven como medio de almacenamiento de energía.

 Colectores de concentración de energia solar:
Para aplicaciones como el aire acondicionado y la generación central de energia y de calor para cubrir las grandes necesidades industriales, los colectores de placa plana no suministran fluidos con temperaturas lo bastante elevadas como para ser eficaces. Se pueden usar en una primera fase, y después el fluido se trata con medios convencionales de calentamiento. Como alternativa, se pueden utilizar colectores de concentración más complejos y costosos. Son dispositivos que reflejan y concentran la energia solar incidente sobre una zona receptora pequeña. Como resultado de esta concentración, la intensidad de la energía solar se incrementa y las temperaturas del receptor (llamado "blanco") pueden acercarse a varios cientos, o incluso miles, de grados Celsius. Los concentradores deben moverse para seguir al Sol si se quiere que actúen con eficacia; los dispositivos utilizados para ello se llaman heliostatos, que son unos espejos que se mueven mecánicamente o por control informatizado para reflejar la máxima cantidad de radiación solar hacia el blanco.


Hornos solares:
Los hornos de energia solar son una aplicación importante de los concentradores de alta temperatura. El mayor, situado en Odeillo, en la parte francesa de los Pirineos, tiene 9.600 reflectores con una superficie total de unos 1.900 m2 para producir temperaturas de hasta 4.000 °C. Estos hornos son ideales para investigaciones que requieran temperaturas altas en entornos libres de contaminantes —por ejemplo, en la investigación de materiales—.

 Receptores centrales de energia solar:
La generación centralizada de electricidad a partir de energia solar está en desarrollo. En el concepto de receptor central, o de torre de potencia, una matriz de reflectores montados sobre heliostatos controlados por computadora reflejan y concentran los rayos del Sol sobre una caldera de agua situada sobre la torre. El vapor generado puede usarse en los ciclos convencionales de las plantas de energia y generar electricidad.

 Las casas del futuro:
 
A menudo se habla de las casas inteligentes, casas construidas y diseñadas especialmente para reducir el gasto energético del hogar centrándose especialmente en el ahorro energético y las pérdidas de calor. Éstas casas inteligentes, por ejemplo tienen amplios ventanales orientados hacia el sur para calentar el interior en invierno y unas persianas diseñadas para generar un espacio refrigerado en el interior en verano, todo sin gasto de energia eléctrica o fósil para calentar o enfriar. Además las paredes se construyen a partir de materiales cerámicos que en invierno guardan el calor y en verano lo expulsan además de utilizar tanques de hormigón o depósitos de agua para guardar el calor para la noche de invierno. Estos pequeños cambios en nuestra forma de vida como las casas inteligentes o utilizar cristales dobles, aislar bien la casa para evitar pérdidas etc. para no correr el riesgo de que pase como en la fotografía; harán que en un futuro el consumo mundial de energia se reduzca considerablemente y así, como un efecto dominó, la naturaleza se pueda salvar y nuestra calidad de vida sea mucho mejor. 

Los cuerpos negros:

Como se cuenta en la introducción, y, en relación con el punto anterior, existe teóricamente lo que se llaman cuerpos negros, (cuerpos que serían capaces de absorber todas las radiaciones que incidiesen sobre él), que si se encontrasen algún día serían de un valor incalculable puesto que dispositivos como los colectores de placa plana y células solares tendrían rendimientos muy cercanos al 100% y los científicos sólo tendrían que preocuparse de como evitar pérdidas caloríficas y por resistencia eléctrica y cosas por el estilo; la crisis energética tendría solución, siendo la energía solar la solución.

 

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