Energía solar y vida

Importancia del sol para la vida en la Tierra

Ahora que sabemos qué es la energía solar y cómo se relaciona con el sol y la vida en la Tierra, podemos repasar cómo sustenta el sol la vida en la Tierra.

El sol puede proporcionar calor que calienta el planeta a través del efecto invernadero. La energía solar también puede ser utilizada por organismos vivos como las Plantas para sintetizar nutrientes en forma de glucosa. Los productores primarios o autótrofos pueden fabricar su alimento mediante fotosíntesis y proporcionar energía a otros organismos mediante su consumo.

El sol también nos proporciona energía solar, que es un recurso renovable.

La energía solar puede captarse mediante paneles o células y convertirse en energía utilizable en forma de electricidad y calor.

El sol también sustenta la vida impulsando nuestras estaciones, el clima, el tiempo y las corrientes oceánicas.

• La Tierra, que gira con un eje inclinado alrededor del Sol, nos proporciona las estaciones.

• La energía solar calienta las masas de aire provocando cambios climáticos y meteorológicos.

• Las corrientes oceánicas son el resultado de patrones de viento globales alimentados por la energía solar.

Figura 2: El sol impulsa procesos como la fotosíntesis. Daniela Lin, Study Smarter Originals.

Tipos de energía que la vida recibe del sol

Tras comprender el papel del sol en el mantenimiento de la vida en la Tierra, debemos repasar en detalle los tipos de energía que emite el sol.

El sol proporciona dos tipos principales de energía, en forma de luz y calor. En general, llamamos radiación solar a la radiación electromagnética producida por el sol. La radiación solar puede convertirse en energía valiosa, como calor y electricidad, que pueden alimentar nuestro planeta. La energía del sol procede de la fusión nuclear o cuando los átomos de hidrógeno se convierten en helio. Este proceso libera energía en forma de ondas electromagnéticas.

Recuerda que el sol emite energía principalmente a través de los rayos X, la radiación UV y la luz infrarroja. Los rayos gamma no se emiten tal y como los produce el sol, sino que los convierte en fotones bajos antes de emitirlos al espacio.

• Laradiación ultravioleta es un tipo de radiación electromagnética que constituye aproximadamente el 10% de la energía total emitida por el sol. Su longitud de onda es más corta que la de la luz visible, pero más larga que la de los rayos X. A niveles controlados, es beneficiosa para el ser humano, ya que permite la síntesis de vitamina D, pero en exceso puede provocar afecciones cutáneas como quemaduras solares y cáncer.

• Los rayos X son un tipo de radiación electromagnética con longitudes de onda cortas, lo que significa que tienen una gran energía que les permite atravesar la mayoría de las cosas; por eso los médicos pueden utilizarlos para realizar radiografías del cuerpo.

• La luzinfrarroja es un tipo de radiación electromagnética de longitud de onda más larga que la luz visible, pero más corta que las ondas de radio. La luz infrarroja es esencial porque proporciona calor a nuestra tierra y nuestras aguas. Más de la mitad de los rayos emitidos por el sol son luz infrarroja.

Figura 3: Ilustración del espectro electromagnético. Wikimedia, NASA.

Ventajas de la energía solar

Ahora que comprendemos por qué la energía solar es vital y los tipos de energía solar, podemos repasar las ventajas de utilizar energía solar.

• La energía solar es un recurso renovable que puede reponerse o restaurarse en un periodo de uso. La energía solar seguirá siendo una forma de energía accesible, a diferencia de los combustibles fósiles, mientras el sol permanezca en nuestro cielo.

• La energía solar es diversa, ya que puede generar electricidad y calor. La electricidad se genera mediante energía solar fotovoltaica o materiales semiconductores como el silicio. En comparación, los paneles solares térmicos recogen la energía del sol y la convierten en calor.

• La energía solar puede proporcionar energía a lugares sin redes energéticas, alimentar satélites de energía en el espacio e incluso limpiar el agua.
• La energía solar es también una forma de energía más limpia que los combustibles fósiles.

• La energía solar también es más limpia que la nuclear.

Impactos negativos de la energía solar

Apuesto a que ahora estás pensando que si la energía solar es tan buena, ¿por qué seguimos utilizando la energía nuclear y los combustibles fósiles? Pues bien, la cantidad de energía solar ha aumentado en los últimos años.

A pesar de ello, el aprovechamiento de la energía solar sigue presentando escollos, que trataremos en esta sección.

Hay dos formas de aprovechar la energía solar: mediantecélulas solares fotovoltaicas o mediante centrales solares térmicas. La ubicación y la cantidad de terreno necesario pueden variar en función de la que utilicemos.

La estimación para los paneles fotovoltaicos es de 3,5 a 10 acres por meg avatio y de 4 a 16,5 acres por megavatio para los térmicos. Las instalaciones solares tampoco pueden compartir el terreno con usos agrícolas como otras formas de energía. Algunas soluciones a esto incluyen construir plantas fotovoltaicas de tamaño comercial y utilizar terrenos contaminados u otras zonas donde la pérdida de hábitat sea menos preocupante.

Elagua es necesaria para la refrigeración cuando fabricamos paneles de energía solar. La cantidad de agua utilizada depende del diseño, la ubicación y el tipo de sistema utilizado. Podemos utilizar tecnología de refrigeración en seco para reducir al mínimo la cantidad de agua utilizada, pero ello conlleva índices de eficiencia más bajos, significativamente por encima de temperaturas de 100 grados Fahrenheit. Esto es un problema porque muchas regiones de EEUU que más necesitan formas alternativas de energía están en los climas más secos.

Los productos químicos utilizados para producir plantas de energía solar también pueden ser peligrosos.

Aunque la energía solar no está asociada a las emisiones de calentamiento global, la fabricación de paneles fotovoltaicos y térmicos sí lo está. La mayoría de los problemas no están relacionados con el uso de la energía solar, sino con el material que utilizamos para convertir la energía en electricidad y calor. La instalación, fabricación, mantenimiento, etc., causan una media de 0,07 y 0,18 libras de dióxido de carbono por kilovatio-hora.

En general, a medida que mejore nuestra implantación tecnológica, deberíamos ver un mayor uso de las energías renovables, como la energía solar. El sol es una estrella esencial en nuestras vidas y nos proporciona muchas formas de energía, por lo que es estudiado de cerca por muchos científicos e investigadores.