Energía solar pasiva: orígenes y aplicaciones

• ¿En qué consiste la energía solar pasiva?
• Orígenes de la energía solar pasiva
• ¿Cómo se puede aprovechar la energía solar pasiva en el hogar?
• Aplicaciones de la energía solar pasiva
• Beneficios de la energía solar pasiva

Fuente de la imagen: ©by-studio - Fotolia.com

La energía solar pasiva es aquella que se encarga de aprovechar la energía de forma directa sin transformarla en ningún otro tipo de energía secundaria. Esto se consigue mediante la utilización inmediata, o también para almacenar dicha energía generada sin la necesidad de usar algún sistema mecánico de energía adicional. Una casa pasiva permite tener un ahorro energético de hasta el 70% de consumo si lo comparamos con una construcción normal actual. En el diseño de edificios solares pasivos, las ventanas, paredes y pisos están hechos para recolectar, almacenar y distribuir energía solar en forma de calor en el invierno y rechazar el calor solar en el verano.

En la actualidad, se están desarrollando muchas nuevas tecnologías que permitirán el aprovechamiento de las mismas en su máxima potencia y se calcula que en dos décadas sea una de las principales fuentes de energía. Muchas veces su implementación no resulta muy fácil ya que es laboriosa, pero crece constantemente y será notorio en muy corto tiempo. La energía solar pasiva tiene sistemas con ganancia directa e indirecta para calentar espacios, sistemas de calentamiento de agua basados en un termosifón, el uso de una masa térmica y de materiales con cambio de fase que sirve para suavizar los cambios de la temperatura del aire, las cocinas solares o las chimeneas solares que ayudan a mejorar la ventilación natural. También funciona en otros sistemas como los hornos solares o las fraguas solares, aunque éstos requieren un determinado consumo de energía para alinear espejos concentradores o receptores.

Los principales beneficios de la energía solar pasiva es que requiere poco o ningún coste para realizar su trabajo, o que el coste para su mantenimiento es también muy reducido. Además, no emite gases contaminantes durante su funcionamiento. A pesar de que cuenta con múltiples beneficios, se sigue trabajando para optimizar aún más cada sistema y poder así obtener un mayor rendimiento y beneficio económico. Si se combina con otras energías solares como la fotovoltaica, puede convertirse en una excelente fuente de ingresos debido a la cantidad de energía a bajo coste que ambas pueden generar.

En el aspecto de la energía solar pasiva, cabe destacar el papel de los griegos, quiénes fueron los primeros de la historia en diseñar sus casas para aprovechar la luz del sol, probablemente desde el año 400 a.C. Otro momento importante en la historia de la energía solar fue la época romana. Durante el Imperio Romano se empezó a utilizar, por primera vez, vidrio en las ventanas para aprovechar la luz y atrapar el calor solar en sus casas. Incluso promulgaron leyes que penaban el bloquear el acceso a la luz a los vecinos.

Los romanos fueron los primeros en construir casas de cristal o invernaderos para crear condiciones adecuadas para el crecimiento de plantas exóticas o semillas que traían a Roma desde los lejanos confines del imperio. Otra forma de aprovechamiento solar lo desarrolló inicialmente Arquímedes. Arquímedes fue un físico, ingeniero, inventor, astrónomo y matemático griego, que entre otras cosas, desarrolló maquinaria de asedio. Entre sus inventos militares, creó un sistema para prender fuego a los barcos de las flotas enemigas utilizando espejos para concentrar la radiación solar en un punto. La idea de la utilización de espejos se siguió utilizando en siglos posteriores para la quema de árboles y la fundición de metales, entre otros.

A mediados del siglo XVIII, Georges-Louis Leclerc (1707 – 1788), fascinado por los relatos de la guerra de Siracusa y los espejos de Arquímedes, siguió investigando en ese mismo campo. Empezó utilizando 24 cristales de gafas con los que se percató de que fácilmente podía conseguir un fuego a 20 metros de distancia encendiendo un combustible, mezcla de brea y polvo de carbón. Esta técnica siguió perfeccionándose; Lavoisier, el gran químico francés, creo en 1792 su “horno solar” consistente en dos potentes lentes que concentraban la radiación solar en un foco y que permitía alcanzar altas temperaturas con la que fundir metales, como sería el caso del invento de Lavoisier. En 1874 el inglés Charles Wilson diseño y dirigió una instalación para la destilación del agua marina en el desierto de Atacama (Chile) para la Salitrera Lastenia Salinas. Esta central solar tenía la capacidad de desalinizar un promedio de 22500 litros de agua diarios.

Fuente de la minagen: Wellcome Library, London. Desaladora de Wilson, Antofagasta, Atacama

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En la actualidad se utiliza mayormente en los hogares para la calefacción y producción de agua caliente sin necesidad de utilizar equipos para lo mismo. Son muchos los hogares que se construyen con técnicas especiales y de esta forma lograr que la casa se mantenga caliente utilizando los rayos de sol. Sin embargo, debemos destacar que la energía solar pasiva es utilizada como complemento en la mayoría de los casos, ya que en zonas muy frías es necesario de equipos extras para poder generar toda la energía necesaria en el hogar o establecimientos.

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Las aplicaciones de la energía solar térmica son muy amplias y cada día se avanza más en este sentido, ya que nos enfrentamos a un grave problema; el cambio climático. Además claro esta, la energía solar es gratuita e inagotable.

En la actualidad la energía solar térmica es utilizada para:

• Calentar el agua de las piscinas de exterior o interior.

• Calefacción por suelo radiante o radiadores.

• Calentar el agua de uso domestico para la ducha, fregar platos, lavarse las manos, etc.

• Hacer funcionar aparatos de refrigeración.

• Secaderos de productos agrícolas.

• Uso industrial, por ejemplo en hornos solares.

• Refrigeración por medio de energía solar

• Transformar este calor en energía eléctrica.

• Desalinización mediante energía solar

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La energía solar pasiva ser caracteriza por su bajo coste para la realización de su trabajo. A veces, este coste es incluso nulo. El coste del mantenimiento es muy reducido. Durante su funcionamiento no se emiten gases de efecto invernadero. A pesar de ello, se continúa trabajando para una mejor optimización del rendimiento y beneficio económico.

Esto no impide que sea necesario seguir trabajando optimizando los sistemas para obtener un mayor rendimiento y beneficio económico. El ahorro y la eficiencia en el consumo de la energía dependen del tamaño de una instalación (ya sea renovable o convencional). Estos criterios resultan un mayor beneficio económicos si son criterios que se consideran desde el principio. Las tecnologías solares pasivas ofrecen importantes ahorros, sobre todo en lo que respecta a la calefacción de espacios. Combinadas con tecnologías solares activas, como la energía solar fotovoltaica, pueden convertirse, además, en una excelente fuente de ingresos