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¿Qué es la energía solar?

Por Nestor Santtia · Comentarios (1)

Cada año el sol arroja 4 mil veces más energía que la que consumimos, por lo que su potencial energético es prácticamente ilimitado. Por ese motivo, la energía solar se ha convertido en la energía renovable más utilizada en todo el mundo, como una excelente alternativa a las formas de energía convencionales que utilizamos actualmente y que tanto daño provocan a nuestro planeta. Sin embargo, aún no está disponible para todos porque es muy cara.

La energía solar es una forma de energía que se obtiene a través de la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol. Para realizar este proceso de captación, se deben instalar dispositivos ópticos –paneles fotovoltaicos- que absorben las radiaciones de luz y calor y la transforman en energía eléctrica.

La intensidad de energía disponible en un punto determinado de la Tierra depende del día del año, de la hora, de la latitud y de las condiciones atmosféricas. Además, la cantidad de energía que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor. Es posible estimar que, en buenas condiciones de irradiación, una célula fotovoltaica puede producir una corriente eléctrica de entre 1 y 1.5 Watts con alrededor de 0.5 voltios.

Tipos de energía solar

Las formas más habituales de energía solar son la energía solar térmica, que se utiliza para calentar el agua, y la energía solar fotovoltaica, para la producción de electricidad. Pero también encontramos otras varientes:

  • Energía solar pasiva: aprovecha el calor del sol sin necesidad de utilizar otros elementos para captar energía. Se utiliza en los invernaderos o en los muros trombe (paredes orientadas al sol construidas con materiales que pueden acumular calor, tales como piedra, hormigón o adobe).
  • Energía solar térmica: se utiliza básicamente para producir agua caliente de baja temperatura para uso sanitario y calefacción. El calor que genera se puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo doméstico, tanto para obtener agua caliente sanitaria como calefacción. También se puede utilizar para producir energía mecánica y a partir de ella, energía eléctrica. En algunos casos se puede emplear para alimentar un equipo de refrigeración que utiliza calor en lugar de electricidad.
  • Energía solar fotovoltaica: utiliza paneles fotovoltaicos que convierten la energía lumínica proveniente del sol en energía eléctrica. Estos paneles contienen unos dispositivos denominados células solares, -generalmente de silicio, que es un material semiconductor- a través de las cuales se realiza la conversión. Estas células solares se conectan en serie o en paralelo formando un panel, que es el encargado de suministrar la tensión y la corriente.
  • Energía solar termoeléctrica: se trata de una combinación de la energía solar térmica tradicional y la fotovoltaica que permite obtener  energía eléctrica mediante el calentamiento a alta temperatura de un fluido. Para obtener un buen rendimiento, se deben alcanzar temperaturas que oscilan entre 300º C y 1000º C. La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido, o con mecanismos más pequeños de geometría parabólica.
  • Energía eólico solar: se obtiene energía a partir de aire calentado por el sol, que sube por una chimenea donde están los generadores.
  • Energía solar híbrida: es un sistema de producción de energía que se logra mediante la combinación de energía solar con otras formas de energía, como por ejemplo, una central térmica tradicional, de biomasa, energía eólica o de combustibles fósiles. Con este sistema se puede aumentar la potencia en momentos de mayor demanda y por lo tanto es menos dependiente de las fluctuaciones en la radiación solar.
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La reflectividad y  emisividad son factores muy importantes al seleccionar los materiales para construir o re hacer un techo efectivo y fresco.

Ben Franklin llevó a cabo la prueba de reflectividad por primera vez en la década de 1760. Tomó muestras de diferentes colores de la tela – de oscuras a claras – y las coloco sobre la nieve de  Filadelfia. A medida que el sol caía Franklin observó que la nieve se derretía más rápido sobre la telas de colores oscuros que bajo los colores más claros. Es evidente que la tela blanca refleja los rayos del sol y mantiene una temperatura más fría que la superficie de la tela más oscuro.

Este principio es el mismo y trabaja igual sobre el concepto de un techo frío. Y por esa razón, los administradores de empresas han usado cubiertas para techos de colores claros durante décadas para mantener su temperatura baja en la azotea y reducir los costos de enfriamiento durante los meses calientes del verano. De hecho, los techos frescos se han convertido en una parte casi obligatoria  de muchos códigos de construcción y los sistemas voluntarios de calificación de la edificación verde como LEED. Pero la selección de un techo fresco adecuado para instalar en un edificio significa entender exactamente cómo funciona exactamente el mismo, así como una serie de consideraciones relativas a la selección de un sistema adecuado conjuntamente con la instalación profesional del mismo , para lograr recibir todos los beneficios que una instalación de esta naturaleza puede dar.

Veamos los  diferentes factores a considerar

1. Reflectividad

Las calificaciones de la reflectividad se basan en la capacidad de la superficie del techo para reflejar los rayos del sol. La reflectividad es representada como un porcentaje de los rayos que el sol reflejada, o el equivalente decimal de ese porcentaje. Un techo frío por lo general tiene una reflectividad superior al 65 por ciento, o .65. Las superficies reflectoras ayudan a mantener un edificio fresco durante el verano, disminuyendo el gasto de refrigeración y el ahorro energético. El mayor beneficio de la reflectividad se verá en los climas cálidos, donde la refrigeración es necesaria en la mayor parte del año.

2. Emisividad

La emisividad es la capacidad de un techo para volver a emitir cualquier energía absorbida , de nuevo al cielo. Se expresa como un decimal, con una emisividad cercana a 1,0 la cual indica una superficie que irradia nuevamente la mayoría de su energía absorbida . Un techo con un valor de alta reflectividad y un valor de emisividad alta es el más adecuado para ahorrar energía de enfriamiento durante los meses de verano. El elevado valor de emisividad es también importante para reducir el efecto de calor urbano.

3. Efecto de Calor Urbano

De acuerdo a Hashem Akbari, un investigador sobre los efectos de calor urbano en el Lawrence Berkeley National Laboratories, el cual destaca que “las superficies negras expuestas al sol pueden llegar a ser hasta 70 grados F (40 C) más calientes que la mayoría de superficies blancas reflectantes.” En las zonas urbanas, el efecto del calor debido a los techos absorbente y a los pavimentos negros puede hacer que la temperatura aumente de de 6 a 8 grados C más que en las áreas de los suburbios. Este mayor aumento de la temperatura a su vez aumenta el smog y el costo de enfriamiento .

4. Ahorro de Energía

La Agencia de Protección Ambiental de Los EE.UU. y el Grupo de Laboratorios Nacionales hicieron un estudio que compara los techos de colores claros y los techos de colores oscuros. Su investigación mostró que los techos frescos ( o de colores claros) pueden ahorrar una significativa cantidad de energía. El estudio analizó el potencial de ahorro energético de los techos claros en 11 áreas metropolitanas en todo Estados Unidos.

Según la agencia, el ahorro estimado podría ser de hasta 175 millones dólares por año para las 11 ciudades. Las economía nacional de energía alcanzaría  unos $ 750 millones por año.

El grupo también llevó a cabo una prueba similar en Sacramento, California y concluyeron diciendo que los edificios construidos con techaos claros , utilizan hasta el 40 por ciento menos de energía para la refrigeración de los mismos que los que están construidos con techos oscuros

Esto fue consistente con un estudio independiente realizado por el Centro de Energía Solar de Florida, que también encuentran que los costos de refrigeración de energía llegan a ser menores hasta un 40 por ciento que los techos de colores oscuros. “Los techos frescos reducen las temperaturas de las superficie del mismo, lo que a la vez reduce la necesidad de enfriamiento a través de el uso de energía con aires acondicionados y hace los edificios inconfortabas y calurosos  más cómodo para vivir o trabajar.

5. Códigos y Normas

Las puntuaciones de reflectividad y emisividad han ganado mucho valor en el sistema de calificación LEED, así como en algunos códigos locales y estatales de construcción.

El Título 24 de California ( CÓDIGO DE ENERGÍA), por ejemplo, incluye un texto que especifica el uso de los techos frescos. Otros estados, como Georgia y Texas, y algunos municipios, como Chicago, han seguido su ejemplo.

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Aquí están algunas ideas rápidas sobre algunas estrategias para reducir su huella de carbono y ahorrar dinero en energía:

Seguimiento, evaluación comparativa y el centro de datos Métrico –

Esta es probablemente la parte más importante de cualquier estrategia de ahorro de energía. Usted no puede arreglar lo que no conoce o entiende.
He aquí un buen ejemplo del mundo real: la empresa “A” decidió supervisar su uso de energía y ver cómo era su tendencia. Ellos encontraron varias subidas y algunas anomalías de las cuales se determinó el problema, y fue que los  equipos estaban peleando entre ellos – uno des humectaba , mientras que el otro humectaba bajo la acción de recalentamiento. Una estrategia simple para de redes que estaban a cargo del sistema logro corregir el problema de las unidades y les los salvó cientos $$$ al mes.

Variadores de Velocidad -

La idea es variar el flujo de aire sobre los equipos de agua refrigerada con base de enfriamiento basado en la necesidad real de refrigeración. También los Ventiladores controlados electrónicamente en el lado de salida ,pueden hacer funciones similares en el equipo que utiliza freón o glicol.

Economizadores de Agua o Aire

Este enfoque es más popular en los climas más fríos pero algunos centros de datos basados en el sur (Florida) han utilizado estos sistemas junto con otras tecnologías para lograr ahorro adicional.

La humidificación de ultrasonidos -

Este no parece que podría hacer mucho, pero la humidificación de ultrasonidos
utiliza energía hasta en un 70% menos que las de base de vapor y prácticamente no necesitan mantenimiento.
Además esta es una de esas tecnologías de acceso rápido y que el gobierno ama y que son mas elegibles para las rebajas estatales o federales.

Virtualización / Consolidación -

Sí, sé que esto parece obvio, pero lo que vemos a veces son la virtualización de centros de datos que cada vez son mas más pequeño .

Déle un vistazo a el tamaño físico de su habitación (centro de data) y vea si  una habitación más pequeña se puede crear o si no, mire en hacer una contención creando un pasillo frío de manera que se estén enfriando los lugares en que los equipos se encuentran  en vez de donde no lo están

De potencia de “CC” en lugar de “AC” -

Esto puede ser un poco  complicado, pero recurriendo a un buen Ingeniero Eléctrico  puede llegar a donde necesita estar. La empresa Telecom han estado haciendo esto durante años y los ahorros que se han logrado son bien grandes. Reducir el costo de los servidores individuales yendo a las fuentes de alimentación central.

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Aumentan los Casos de Infertilidad Masculina.

-  La polución en el aire afecta al organismo masculino haciendo que los espermatozoides se vuelvan más lentos y baje considerablemente el nivel de producción de semen en los testículos, además de generar volúmenes de espermatozoides sin contenido genético. Un estudio realizado por la Universidad de San Pablo, en Brasil, señala que la polución urbana es uno de los factores que causa infertilidad masculina.

Para el estudio se tomó una muestra de 750 hombres en edad reproductiva y con diferentes estilos y calidad de vida, para lo cual se seleccionaron profesionales, obreros, desempleados, gente sedentaria y también aventureros, y personas que pasan más tiempo en la calle que en su casa u oficina. Los resultados fueron concluyentes y alarmantes: de 750 hombres, 500 presentaban algún problema en su fertilidad.

Los problemas más serios se detectaron en quienes están más expuestos a los efectos de la contaminación urbana, como por ejemplo los taxistas, motociclistas y otras personas que se desempeñan en el ámbito del transporte urbano, entrega de mercadería o alguna actividad relacionada con el transporte.

La razón de la alta tasa de problemas de fertilidad sería la contaminación del aire debido a las grandes cantidades de agentes contaminantes que allí se acumulan por efecto de la gasolina, las emisiones de CO2, el diesel y otros gases productos de la elaboración y producción de metales pesados (Sao Paulo es el mayor polo industrial metalúrgico de Brasil, siendo potencia a nivel mundial).

La Contaminación Ambiental Afecta a las Mujeres.

-  Algunas enfermedades vinculadas a la contaminación ambiental afectan en especial a las mujeres, y, particularmente, a la mujer embarazada. Se registra un aumento de casos de pérdida de embarazos, malformaciones genéticas, mutaciones, cáncer, leucemia, afecciones respiratorias severas, cada vez más frecuentes. Muchos de estos problemas están directamente relacionados con alteraciones del medio ambiente y estos cambios generalmente atacan a las poblaciones más vulnerables, entre las que se cuentan las mujeres y en especial, a las mujeres pobres.

Algunos estudios encontraron residuos de agrotóxicos en mujeres afectadas por cáncer de mamas y presencia de sustancias tóxicas en la leche materna, como es el caso de los organoclorados que se utilizan en los pesticidas. Sin embargo, a pesar de los resultados concluyentes de las investigaciones, las acciones realizadas hasta el momento para eliminar su uso han sido totalmente insuficientes.

Es por eso que se torna imprescindible que las mujeres estén correctamente informadas acerca de cómo la contaminación ambiental afecta su salud y la de sus hijos y que se involucren activamente en la lucha por un ambiente sano.

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Categorias : Salud
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