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Energía solar y eólica: ¿cuál es la diferencia?

El sol y el viento son dos de las fuentes de energía renovable más reconocidas, pero generan electricidad de forma muy distinta. Explora cómo funciona cada tecnología, los beneficios que ofrecen y el rol que pueden tener en un futuro energético más limpio.

 

Algo de historia sobre la energía solar

Las personas han estado tratando de aprovechar la energía solar por siglos. Lo que empezó con el uso de la luz del sol para crear calor y fuego, eventualmente derivó en los paneles solares y en los sistemas de electricidad que usamos hoy en día.

  • Siglo VII a. C.: las lupas se usaban para concentrar la luz del sol y prender fuegos. Más tarde, los antiguos griegos y romanos usaban “espejos incandescentes” reflectores para prender antorchas para ceremonias religiosas. 
  • Siglos I y IV d. C.: los baños romanos se diseñaban con grandes ventanas orientadas al sol que calentaban estos sitios, un ejemplo inicial del diseño solar pasivo. Siglos después, los antepasados de las personas Pueblo construyeron viviendas en barrancos que daban hacia el sol y capturaban el calor del sol de invierno. 
  • 1767: el científico suizo Horace de Saussure construyó lo que se consideraba el primer recolector solar del mundo.
  • 1839: el físico francés Edmond Becquerel descubrió el efecto fotovoltaico, el proceso que permite que ciertos materiales generen electricidad cuando se exponen a la luz. 
  • Finales del Siglo XIX a principios del Siglo XX: avances científicos de Samuel P. Langley, Albert Einstein, Jan Czochralski  y otros mejoraron el entendimiento de la luz, electricidad y de los materiales que más tarde se usarían en las celdas solares.
  • 1954: los laboratorios Bell desarrollaron la primera celda solar de silicón capaz de convertir suficiente luz del sol en electricidad para energizar equipo eléctrico.
  • 1958 a los años 60: las celdas solares empezaron a energizar satélites, demostrando que la tecnología fotovoltaica podía suministrar electricidad en lugares en donde no había fuentes de energía disponibles.
  • 1977: el gobierno federal estableció un laboratorio dedicado a la investigación de la energía solar, conocido como el Laboratorio Nacional de Energía Renovable.
  • Años 80 y 90: los avances en las celdas solares, el diseño de sistemas y el almacenamiento de energía y la eficiencia, hicieron a la tecnología solar más práctica y accesible.
  • Después del año 2000: las instalaciones solares se expandieron mientras la tecnología mejoraba, la manufactura crecía y los costos se reducían.

La tecnología solar ha cambiado considerablemente a lo largo de los años, pero la idea detrás de esta tecnología sigue siendo simple: poner a trabajar a la abundante energía del sol.

Cómo funciona la energía solar

Las tecnologías solares capturan energía de la luz del sol de dos formas principales. Los paneles fotovoltaicos convierten la luz del sol directamente en electricidad, mientras que los sistemas de concentración solares-termales usan espejos para recolectar el calor que puede usarse para generar electricidad. Mira este corto video para entender un poco más cómo funcionan los paneles solares. (Video a continuación disponible solo en inglés).

 

Beneficios de la energía solar

La energía solar tiene muchos beneficios medioambientales y económicos. Debido a que la luz del sol se repone naturalmente y es inagotable, el sol ofrece una forma sustentable de cubrir una variedad de necesidades energéticas.

Los beneficios pueden sumarse también para los propietarios de vivienda. Si tú tienes paneles solares, generar tu propia electricidad puede ayudarte a reducir tus facturas mensuales de electricidad y potencialmente incrementar el valor de tu hogar. Los paneles solares también tienden a requerir de poco mantenimiento después de la instalación. Y cuando tus paneles producen más electricidad de la que tu hogar necesita, esa energía adicional puede enviarse a la red en lugar de quedar desperdiciada. Si estás inscrito en el programa de recompra solar, puedes incluso ganar créditos de factura con base en cuánto excedente de energía envían tus paneles a la red.

 

Datos curiosos sobre la energía solar

  • El sol es la fuente de energía más abundante en nuestro sistema solar.
  • La tierra recibe más energía del sol en un día de la que toda la población del mundo usa en año completo.
  • La energía solar se utiliza en amplia escala, pero solo proporciona una fracción del suministro de energía a nivel mundial.
  • Texas es uno de los principales productores de energía solar de la nación 

Algo de historia sobre la energía eólica

Las personas han puesto el viento a trabajar por siglos. A pesar de que los primeros usos se enfocaron en la molienda de granos y en el bombeo de agua, nuevas tecnologías eventualmente hicieron posible aprovechar el viento para producir electricidad. Este es un vistazo de algunos logros importantes en este desarrollo:  

  • Entre los siglos VI y IX d. C.: los persas usaban molinos de viento para moler granos y bombear agua. Posteriormente la tecnología se extendió en todo el Medio Oriente y alcanzó el norte de Europa alrededor del Siglo X d. C.
  • 1850: se estableció la primera compañía de motores de viento en Estados Unidos.
  • 1890: los molinos de viento se usaban para generar electricidad y bombear agua.
  • Años 40: una turbina de viento de 1.25 megavatios suministraba electricidad a una compañía de servicios públicos en Vermont.
  • Años 80: la primera granja de molinos de viento de gran escala fue desarrollada en California.
  • Después del año 2000: la capacidad de viento en Estados Unidos continuó su crecimiento, la tecnología de viento en alta mar avanzó y el Departamento de Energía de EE. UU. exploró la forma en que el viento pudiera cubrir el 20 % de la demanda nacional de electricidad

Sin duda podemos decir que la energía producida por viento ha hecho grandes avances.

 

Cómo funciona la energía eólica

La energía eólica empieza con el viento en movimiento. Cuando el viento se mueve por las aspas de una turbina, crea una fuerza que hace que las aspas y el rotor giren. El rotor energiza un generador, ya sea directamente o a través de una caja de cambios, que convierte la energía cinética del viento en electricidad. La electricidad puede entonces usarse en un lugar cercano o puede enviarse a la red para ayudar a suministrar energía a los hogares y negocios.

Ve el proceso en acción y echa un rápido vistazo a la historia de la energía eólica en este útil video (solo en inglés).

Beneficios de la energía eólica

La energía eólica tiene beneficios medioambientales, pero también puede apoyar el crecimiento de las economías locales y de la energía renovable. Debido a que las turbinas de viento no queman combustible mientras operan, pueden producir electricidad sin liberar contaminantes al aire o gases de efecto invernadero. También puede proporcionar costos de energía más estables y predecibles debido a que no tiene que comprarse como el combustible tradicional.

Los beneficios también pueden extenderse a las comunidades aledañas. Los proyectos de viento respaldan empleos en las zonas en donde se establecen, ya que requieren manufactura, construcción, instalación y mantenimiento. También pueden compartir espacio con granjas y ranchos, permitiendo que gran parte de las tierras alrededor de las turbinas siga estando en uso.

 

Datos curiosos sobre la energía eólica

  • La turbina de viento más grande del mundo está en Dongying, provincia de Shandong, China.
  • La energía eólica no requiere nada de agua, lo que ayuda a los esfuerzos de conservación de agua.
  • Un solo megavatio de energía eólica puede típicamente generar suficiente electricidad para energizar de 250 a 350 hogares promedio en Estados Unidos.
  • Texas produce más energía eólica que ningún otro estado en Estados Unidos.

Energía solar vs. eólica: una comparación

Tanto la energía solar como la eólica usan recursos renovables para generar electricidad sin quemar combustible, pero dependen de diferentes tecnologías y condiciones en el sitio. Esta es un resumen de cómo se comparan:

Punto de comparación Energía solar Energía eólica
Cómo genera electricidad Los paneles fotovoltaicos convierten la luz del sol directamente en electricidad. El viento en movimiento hace girar las aspas y un rotor, que energizan un generador.
Cuándo produce electricidad Produce electricidad durante las horas con luz del día. La producción varía con la luz del sol, la nubosidad, la temporada del año y las sombras. Puede producir electricidad día y noche, cuando las velocidades del viento son adecuadas. La producción cambia con el clima y los patrones locales del viento.
Dónde funciona mejor Funciona en tejados, estructuras de estacionamiento y terrenos abiertos con buena exposición al sol. Funciona mejor en terrenos abiertos o en áreas en alta mar con viento fuerte y consistente.
Necesidades de espacio e instalación Puede adaptarse a estructuras existentes o a instalaciones de mayor tamaño montadas en tierra. Las turbinas necesitan mayor espacio para limitar la interferencia del aire turbulento. 
Necesidades de mantenimiento No tiene partes en movimiento y generalmente requiere poco mantenimiento. Incluye partes mecánicas en movimiento y típicamente requiere de más inspecciones y mantenimiento de rutina.
Aplicaciones típicas Se usa para casas, negocios, proyectos comunitarios y centrales eléctricas a gran escala. Se usa más comúnmente para proyectos de gran escala en tierra o en alta mar.
Limitaciones importantes La producción se reduce cuando la luz del sol es limitada y se detiene durante la noche. Requiere de condiciones de viento adecuadas y más espacio entre las turbinas.

¿Cuál funciona mejor para los hogares?

Para muchos hogares, los paneles solares pueden ser opciones más prácticas en el sitio, debido a que pueden instalarse en un tejado y no requieren de espacio abierto o de una torre para una turbina de viento. Algunas áreas ofrecen programas de energía solar comunitaria, lo que permite a los clientes beneficiarse de la electricidad con un proyecto solar compartido sin instalar paneles en el hogar.

Por otro lado, las turbinas de viento requieren de viento fuerte y consistente, y de considerablemente más espacio, por lo que no son opciones viables para la mayoría de las propiedades residenciales.  

La buena noticia es que no necesitas paneles solares ni una turbina de viento para apoyar la energía renovable. Puedes elegir un plan de electricidad con energía 100 % renovable, sin que necesites paneles en el techo o una turbina de viento.

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Preguntas frecuentes

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Sí, puedes usar paneles solares y una turbina de viento juntos, pero podría no ser práctico para todas las propiedades. Un sistema híbrido funciona mejor cuando tiene mucho espacio abierto y viento consistentemente fuerte, junto con las reglas de uso de suelo que permitan una turbina y una torre. Debido a que estas condiciones pueden ser difíciles de cubrir, los paneles solares típicamente son más prácticos para los hogares, mientras que los sistemas de viento son mejores para propiedades rurales con suficiente terreno y recursos de viento. 

La energía solar y la energía eólica ofrecen beneficios diferentes pero complementarios. La energía solar es adaptable, disponible y capaz de generar electricidad a pequeña o gran escala. El viento puede producir electricidad durante el día o la noche, y es especialmente efectivo en áreas con fuertes recursos de viento. En lugar de competir entre sí, ambas tecnologías pueden contribuir a una mezcla energética más limpia y balanceada.

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