La energía solar , fuente principal de generación de electricidad de gran desarrollo en los últimos años pero en este artículo nos centraremos en el Desarrollo historico de la energia solar
Desarrollo histórico de la energia solar
Comencemos con el desarrollo historico de la energia solar ,La energía solar se ha utilizado de diversas maneras desde el siglo VII a. C. La historia de la energía solar es una historia interesante. Los rayos del sol se amplificaron y se usaron para crear fuego. En el siglo III a. C., los griegos y los romanos usaban “espejos ardientes” para encender antorchas con fines religiosos. Se ha dicho que en el siglo II a. C.
Arquímedes utilizó las propiedades reflectantes del latón para prender fuego a las naves romanas que atacaban Siracusa. En el siglo VI dC, las terrazas solares en las casas se hicieron populares. El Código de Justin inició los “derechos del sol” para garantizar el acceso individual al sol.
Energia solar pasiva
Los primeros usos de la energía del sol se centraron en el calor y el diseño solar pasivo . Esto cubrió todo, desde dónde colocar sus puertas y ventanas, hasta artículos calientes que mantienen su calor durante la noche. Esto fue para asegurar que los edificios ganaran más calor.
La primera célula solar
La primera ‘ célula colectora solar ‘ del mundo fue diseñada y construida en 1767. El científico suizo Horace-Benedict de Saussure (derecha) hizo el descubrimiento cuando se probó la energía térmica, principalmente vapor. Construyó una caja aislada con una abertura y tres capas de vidrio. Este vidrio magnificó el calor del sol a temperaturas superiores a 230 grados Fahrenheit y se utilizó de varias maneras.
El efecto fotovoltaico.
En 1839 encontramos un hito importante en la evolución de la energía solar: la definición del efecto fotovoltaico. A la edad de 19 años, un joven científico francés llamado Edmund Bacquerel descubrió el efecto fotovoltaico mientras investigaba en el laboratorio de su padre con una celda electrolítica compuesta por dos electrodos metálicos colocados en un electrolito.
Después de exponerlo a la luz, la energía aumentó. Willoughby Smith describió por primera vez el “Efecto de la luz sobre el selenio durante el paso de la corriente eléctrica” en un artículo publicado por primera vez en la edición de febrero de 1873 de Nature.
Pasaron seis años antes de que Charles Fritts fabricara la primera célula fotovoltaica de estado sólido. Fritts recubrió el selenio semiconductor con una fina capa de oro para formar las uniones. Este dispositivo tenía solo un 1% de eficiencia. Fue el primero en demostrar que el material sólido sin partes móviles podía usarse para convertir la luz solar directamente en energía eléctrica.
La búsqueda del aumento de la eficiencia fotovoltaica.
Desde el descubrimiento anterior, el objetivo principal de los científicos ha sido aumentar la eficiencia de las células pv . Comenzando en 1888 con un físico ruso llamado Aleksandr Stoletov (izquierda). Construyó la primera celda fotoeléctrica basada en el efecto fotoeléctrico externo.
El efecto fue descubierto por Heinrich Hertz a principios de 1887. En el efecto fotoeléctrico, los electrones se liberan de los sólidos, líquidos o gases cuando absorben energía de la luz. Se descubrió que los rayos ultravioleta pueden causar que una chispa salte entre dos electrodos. Esto llevó a la creación de la unidad de calentador solar en 1891.
Albert Einstein publicó un artículo sobre este efecto fotoeléctrico y el mecanismo subyacente de la excitación de portadores instigados por la luz en 1905. Por esto, ganó el Premio Nobel de física en 1921. Posiblemente en respuesta al artículo de Einstein, William J. Bailey inventó el cobre colector en 1908.
El colector mejoró la eficiencia del método original del colector, simplemente usando aislamiento de cobre. Las mejoras logradas por este método todavía se están utilizando en los equipos actuales. Sin embargo, fue Russell Ohl quien patentó la moderna célula solar semiconductora de unión en 1946.
Paneles solares en la era moderna
Para el año 1953, el estudio del calentamiento global estaba llegando a la prensa. Tanto la revista Time como Popular Mechanics publicaron artículos sobre el tema. La gente comenzaba a darse cuenta del agotamiento de los combustibles fósiles. Ahora había una necesidad de una fuente de energía más renovable.
La primera célula fotovoltaica práctica fue desarrollada en 1954 en los Laboratorios Bell por Daryl Chaplin, Gerald Pearson y Calvin Souther Fuller. Un par de años más tarde y los Laboratorios Signal Corps de EE. UU. Estaban desarrollando células fotovoltaicas para satélites en órbita terrestre. Condujo a la matriz solar en la misión espacial Vanguard 1. Con nuevos desarrollos, la energía solar se convirtió en la fuente de energía aceptada para la aplicación espacial y sigue siéndolo hoy.
La comercialización de energía solar.
Una compañía llamada Hoffman Electronics logró aumentar la eficiencia al 14%. Los avances llevaron a varios intentos de comercializar energía solar fotovoltaica en los años 50 y 60. Hubo poco éxito. El precio de lograr un vatio de energía cayó enormemente en la década de 1970, lo que llevó a la aplicación de la unidad en ubicaciones remotas donde las utilidades conectadas a la red no podían existir de manera asequible.
En 1980, las plantas de energía de paneles solares se construyeron con ARCO solar, produciendo más de 1 megavatio de módulos fotovoltaicos al año. La compañía ayudó a establecer la primera central eléctrica a escala de megavatios en Hisperia, California. Ese año se terminó la construcción de un proyecto del Departamento de Energía de los Estados Unidos llamado Solar One. Solar One produjo 10 megavatios de corriente, guiando la energía del sol hacia un punto focal común para producir calor.
El calor hizo funcionar un generador de turbina de vapor. Lo hizo usando 1818 espejos, cada espejo de 40m2 (430 pies2) con un área total de 72,650 m2. Para 1985, las ventas de células fotovoltaicas habían alcanzado los $ 250,000,000. La Universidad de Gales del Sur había aumentado la eficiencia de las células solares de silicona al 20%. Esto fue bajo condiciones de 1 sol. Un año después, ARCO lanzó el primer módulo de energía solar de película delgada disponible comercialmente.
En 1994, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable en Estados Unidos desarrolló una célula solar. La celda estaba hecha de fosfuro de galio indio y arseniuro de galio. Rompe la marca del 30% de eficiencia, lo que significa que convierte el 30% de la luz del sol que lo golpea en energía utilizable. Un rascacielos en la ciudad de Nueva York (derecha) utilizó estas nuevas células delgadas de mayor eficiencia en una selección de sus pisos. Ayudaron a satisfacer las necesidades energéticas de los edificios unos años más tarde.
Ahora llegamos al año 2000. La construcción de paneles solares en la planta más grande alcanzó una capacidad de producción de 100 megavatios de energía al año. La energía solar se había convertido en un gran negocio para productores y vendedores de todo el mundo. Las personas en todo el mundo, especialmente aquellas en roles de liderazgo, se estaban volviendo cada vez más conscientes de la necesidad de reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles.
Se necesitaban medios más ecológicos para alimentar nuestras vidas. El esfuerzo científico en la industria de las energías renovables estaba aumentando enormemente. La energía solar era la tecnología estrella.
Implementación de paneles solares domésticos
A principios de siglo, grandes iniciativas solares domésticas y comerciales estaban en juego En 2004, el gobernador Arnold Schwarzenegger propuso un esquema para 1 millón de techos solares. Alemania y otras naciones habían desarrollado un exitoso mercado doméstico de energía solar fotovoltaica. 2006 vio una amplia cobertura de noticias. Esto se debió a la decisión de varios minoristas de electricidad de la calle principal de almacenar módulos fotovoltaicos solares.
También ofrecieron un servicio de instalación que comenzó a rodar aquí en el Reino Unido. Ahora todos estamos familiarizados con los paneles solares fotovoltaicos. Podemos verlos en los techos de los edificios que nos rodean. A finales de 2011 había 230,000 proyectos de energía solar en el Reino Unido. 4 millones de hogares en todo el Reino Unido estarán total o parcialmente alimentados por el sol dentro de ocho años. Esto se basa en las predicciones del gobierno, todo gracias a los desarrollos tecnológicos, ayudados por el hecho de que tenemos un nivel de insolación como el de Alemania.
El nivel de aislamiento es corto para la radiación solar incidente o entrante. Alemania es, y ha sido, con mucho, el mayor mercado para la energía fotovoltaica doméstica. El país tiene actualmente más de un tercio de capacidad instalada. No obstante, la energía solar sigue siendo un recurso infrautilizado en el Reino Unido. El Reino Unido todavía obtiene la mayor parte de su energía de combustibles fósiles caros y dañinos como el gas y el carbón.
Generación de energía solar a escala de servicios públicos
En los últimos años hemos visto una enorme inversión en plantas de energía solar a escala de servicios públicos . Los registros para los más grandes a menudo se rompen La planta de energía solar más grande ahora es la planta de energía solar Golmud en China. La planta tiene una capacidad instalada de 200 megavatios. Un proyecto solar en India llamado Gujarat Solar Park, una colección de granjas solares separadas, cuenta con una capacidad instalada combinada de 605 megavatios.