La energía solar activa abarca los sistemas de captación solar que emplean dispositivos mecánicos o eléctricos para potenciar la eficiencia de las placas solares y para convertir la energía solar capturada en energía eléctrica o mecánica. Entre estos dispositivos se incluyen ventiladores, bombas de agua y seguidores solares, entre otros.
En contraste, los sistemas solares que no hacen uso de tales dispositivos se catalogan como sistemas de energía solar pasiva, los cuales aprovechan directamente la radiación solar.
Un ejemplo de energía solar activa es un seguidor solar. Los seguidores solares es se utilizan ocasionalmente para mejorar el rendimiento de las placas fotovoltaicas al mantenerlos constantemente orientados hacia el sol.
Arquitectura solar activa
A diferencia de la arquitectura solar pasiva, que se centra en la disposición de elementos arquitectónicos para maximizar la luz natural y la ganancia de calor, la arquitectura solar activa involucra componentes tecnológicos que convierten la radiación solar en energía utilizable, como electricidad o calor.
Estos sistemas activos pueden incluir paneles fotovoltaicos para generar electricidad a partir de la radiación solar, colectores solares térmicos que capturan el calor solar para aplicaciones de calefacción de agua o calefacción ambiental, y sistemas de seguimiento solar que orientan de manera dinámica los paneles solares para seguir la trayectoria del sol durante el día y maximizar la captura de energía.
Tipos de energía solar activa
La energía solar activa puede ser fotovoltaica y térmica.
Energía solar térmica
La energía solar térmica aprovecha la radiación solar de forma directa para obtener calor. En general, este tipo de energía se utiliza para el suministro de agua caliente sanitaria. Sin embargo, las centrales solares térmicas utilizan esta tecnología para generar electricidad - los llamados concentradores solares.
Agua caliente sanitaria y calefacción solar activa
Los sistemas de agua caliente sanitaria (ACS) sin termosifón utilizan bombas de agua y otros elementos para hacer circular el agua por dentro de sus circuitos.
Orientación de los colectores solares
La mayoría de los colectores solares se colocan sobre soportes fijos con una orientación al sur. El ángulo se calcula para que puedan captar la mayor cantidad de radiación en todo momento. Pero estos colectores serían más eficientes si pudieran modificar su orientación respecto al Sol en cada momento.
Energía solar de concentración
En el caso de la energía solar de concentración es necesario instalar sistemas de seguimiento solar. Este tipo de instalaciones necesita focalizar la radiación solar recibida en un punto. Para conseguirlo, los espejos tienen que adaptar su inclinación en relación a la posición del Sol.
La función de este tipo de sistemas se utiliza en las centrales solares térmicas con el objetivo de generar electricidad.
Energía solar fotovoltaica
La energía solar activa fotovoltaica es claramente un sistema activo. Los paneles fotovoltaicos son los encargados de generar electricidad. La transformación en energía eléctrica se realiza en las células fotoeléctricas que componen el módulo.
A continuación, la energía generada pasa por transformadores y otros elementos externos.
Para aumentar la eficiencia podemos orientar los paneles solares con la ayuda de un motor eléctrico. El rendimiento óptimo de un panel solar se obtiene cuando la radiación solar incide de forma perpendicular.
A menudo estas instalaciones se convierten en plantas de energía solar híbrida. Un sistema solar híbrido es un sistema solar que recibe el soporte energético de otras fuentes de energía. En este caso, la fuente de energía puede ser un generador eléctrico o otras fuentes de energía renovable como la eólica.
Diferencias entre la energía solar activa y pasiva
La energía solar térmica activa puede tener fracciones de ahorro solar más altas que los sistemas pasivos debido a la mejor transferencia y transporte de calor.
Un método híbrido interesante es usar un panel solar para operar bombas o ventiladores. Se puede usar un análisis de datos, utilizando software de termodinámica de calor, para comparar los resultados de varias estrategias solares activas y pasivas.
Los sistemas solares pasivos no requieren energía adicional para operar y, por lo tanto, tienen cero costos de mantenimiento. Además, no emiten gases de efecto invernadero por lo que no contribuyen a empeorar el cambio climático.