La historia de la energía solar empieza desde el momento en que el astro rey empieza a enviarnos su luz y su calor. Esta energía ha sido utilizada por el hombre desde hace cientos de años. Es en los últimos siglos cuándo se comenzó a intentar obtener el máximo aprovechamiento de ella. En CurioSfera-Historia.com, te explicamos el origen y evolución de la energía solar.
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Origen de la energía solar
Obviando la función del sol como dador de vida, y centrándonos en él como fuente de energía manipulable, debemos dividir su utilidad en dos aspectos: como fuente de calor y como fuente de energía eléctrica. En el primer caso, el sol se usa para calentarse, calentar el hogar y ayudar a secar los alimentos.
La primera vez que se usa la luz del sol no de forma pasiva, sino activa, tiene lugar en 1767, cuando el suizo Horace de Saussure descubre cómo acumular calor en un lugar cerrado mediante cajas calientes, con una cara de vidrio y la opuesta de color negro.
En 1909, el ingeniero William J. Bailey descubre los calentadores de agua solares, colocando un serpentín en la caja negra y un depósito donde acumular el agua calentada. Aún hoy se usan estos calentadores tan sencillos en Turquía y en Grecia, donde es fácil verlos sobre las casas.
En los años siguientes, varios científicos intentaron aprovechar al máximo el calor del sol para obtener vapor y mover las incipientes máquinas de vapor. El primer horno solar lo construyó el francés Augustin Mouchot en 1868. En 1870, el sueco John Ericsson hizo una máquina de vapor solar muy parecida, con un espejo concentrador, una caldera de agua y un motor de vapor.
En 1885, el francés Charles Tellier diseñó los primeros colectores solares para mover motores a baja temperatura, usando líquidos cuya temperatura de ebullición es relativamente baja, como hidróxido amónico, que hierve a -33°C. Tellier se convirtió con su invento en el padre de la refrigeración. Pero en 1909 la aparición del petróleo como fuente de energía barata deja en suspenso todos estos avances.
Evolución de la energía solar
La energía fotovoltaica es el otro aspecto de la energía solar y éste tiene más probabilidades de ser rentable. La primera célula solar la construye en 1883 el americano Charles Fritts. El material semiconductor es selenio con una fina capa de oro. Su eficiencia no supera el 2 por ciento.
Las modernas células solares son patentadas por Russel Ohl en 1946. Pero son los laboratorios Bell los que descubren de manera accidental que la mayor eficiencia se encuentra en el uso de las placas de silicio dopado con fósforo y con boro, haciendo que se formen huecos y haya electrones sobrantes en la red cristalina.
La presencia de fotones solares hace que los electrones de desplacen de un lado al otro de la placa y se produzca la corriente eléctrica. La eficiencia de las células solares subió inmediatamente al 16 por ciento. Las placas fotovoltaicas más modernas todavía no superan el 25 por ciento de aprovechamiento de la energía solar recibida, pero la investigación continúa.
Historia de la energía solar resumen
Para que no te pierdas ningún acontecimiento histórico puedes ver a continuación un resumen de la energía solar en forma de cronología o línea del tiempo (timeline):
- Año 212 a. C.: Arquímedes utiliza por primera vez la energía solar para quemar la flota romana que ataca la ciudad de Siracusa utilizando espejos en los que refleja la luz del sol.
- Edad Media: La energía solar se usa para calentarse y para evaporar el agua en las salinas, liberando la sal del agua del mar.
- Año 1700: El alemán von Tschirnhausen construyó en Dresde un horno solar con un espejo cóncavo parabólico de 16 metros de diámetro para cocer el barro utilizado en la producción de objetos de cerámica.
- Año 1767: Horace de Saussure descubre cómo acumular calor en un lugar cerrado mediante cajas calientes.
- Año 1774: El científico inglés Joseph Priestley descubre el oxígeno concentrando los rayos solares sobre óxido de mercurio con una lente de 0.30 m de diámetro. Lavoisier le dio el nombre de oxígeno y demostró que era un componente del aire. También construyó un horno solar con una lente de más de 1 m de diámetro en el que se podía fundir platino.
- Año 1816: El escocés Robert Stirling inventa el primer motor térmico de aire caliente que funcionaba con la energía del sol, calentando un gas en un recipiente y enfriándolo en otro.
- Año 1839: Edmund Becquerel descubre el efecto fotoeléctrico.
- Año 1868: El francés Auguste Mouchot construye un horno solar que diez años después presentará en la Exposición de París y moverá un motor.
- Año 1870: El sueco John Ericsson construye una máquina de vapor que funciona con energía solar, calentando el agua Mediante un gran espejo que concentraba el calor en un tubo.
- Año 1883: El estadounidense Charles Fritts construye las primeras células solares con selenio recubierto de oro y una eficiencia de apenas el 2 por ciento.
- Año 1885: El trances Charles Tellier construye motores movidos con energía solar, utilizando líquidos con temperatura de fusión muy baja, como el amoniaco; en realidad, invento el primer congelador para conservar alimentos.
- Año 1905: Albert Einstein explica el efecto fotoeléctrico, que hace que cuando la luz alcanza ciertos metales obliga a moverse a los electrones; su descubrimiento llevó a establecer en 1930 la mecánica cuántica.
- Año 1946: Russel Ohl, inventor del transistor que sirvió de base a los diodos, patenta la primera célula solar moderna. Los laboratorios Bell, para los que trabajaba, patentarán (Gordon Pearson, Darryl Chapín y Calvin Fuller) en los años cincuenta la célula solar de silicio con impurezas de fósforo y boro que permitirán una eficiencia de hasta el 25 por ciento. La NASA se ha dedicado desde entonces a perfeccionar el invento.
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