Energia solar térmica. Pedro Rufes Martínez

utilizan en viviendas unifamiliares para la producción de agua caliente sanitaria.

      La figura 1.17 permite conocer la potencia instalada en cada uno de los diez primeros países del mundo. También muestra cómo se usan en estos países los distintos tipos de captadores (captadores de plástico sin cubierta, captadores planos y captadores de tubos de vacío).

      Mientras que en China, líder mundial por capacidad, predominan los captadores de tubos de vacío, en Estados Unidos predominan los captadores plásticos sin cubierta. Sólo en Australia pasa lo mismo que en Estados Unidos; en los restantes países predominan los captadores planos.

      Figura 1.17. Potencia instalada en los diez primeros países del mundo a finales de 2.006, correspondiente a captadores solares de agua.

1.4 La energía solar térmica en Europa

      Según el informe de EurObserv'ER Solar Thermal Barometer 2008, la superficie total de captadores solares térmicos instalados en la Unión Europea es de unos 24 millones de metros cuadrados. Tras dos años de fuerte crecimiento, el mercado solar térmico se ralentizó durante el año 2.007.

      En la gráfica de la figura 1.18 puede observarse que la superficie de captación instalada decreció ligeramente, después de cuatro años de sucesivo crecimiento. A pesar de ello, la superficie de captación instalada en 2.007 fue de unos 2,9 millones de m², equivalente a 2.000 MW térmicos.

      Figura 1.18. Evolución de la superficie de captación instalada anualmente en la UE desde 1994 en metros cuadrados(Fuente: EurObserv'ER, Solar Thermal Barometer 2008).

      El mismo informe señala que la rebaja se debe en gran parte a la fuerte caída del mercado alemán, el mayor de la UE. Sin embargo, otros países continúan desarrollando sus mercados y muestran tasas de crecimiento importantes. Así, y a excepción de Austria (también con un mercado maduro, como el alemán) han sido muchos los mercados del sector que han crecido.

      En la tabla 1.2 puede comprobarse que Francia ha pasado de 301.000 m² nuevos instalados en 2.006 a los 329.000 m² de 2.007. Italia ha pasado de 186.000 a 247.475 m². Grecia ha crecido desde los 240.000 hasta los 284.000 m². España ha instalado en 2.007 262.000 m², mientras que en el año anterior se instalaron 175.000 m². Austria ha sido el único que ha rebajado la superficie instalada, junto con Alemania, pasando de 299.600 a 289.680 m². Los demás países de la UE no superan los 100.000 m²/año, pero casi todos han incrementado sus mercados en el año 2.007. Hay solo una excepción entre los mercados de tamaño medio: Bélgica, que bajó en unos 2.000 m².

      Por otro lado, los captadores con cubierta siguen dominando el mercado en la UE, con un 94,5% de las ventas. Estos captadores comprenden los planos (85,9%) y los de tubo de vacío (8,6%). El 5,5% restante es la cuota correspondiente a los captadores sin cubierta.

      Tabla 1.2. Superficie de captación instalada en los años 2.006 y 2.007 en la UE, desglosada por países y por tipo de captador.(Fuente: EurObserv'ER, Solar Thermal Barometer 2008).

      El informe señala que la bajada del mercado alemán es coyuntural, y la achaca, por un lado al aumento del VAT (Value Added Tax, equivale al IVA) en Alemania a inicios de 2.007, y por otro, a una rebaja en las subvenciones. Sin embargo, las subvenciones se han vuelto a ajustar al alza en 2.008. Para la primera mitad de 2.008, el crecimiento en Alemania se ha situado en un 50%. Sin embargo, Austria no muestra señales de recuperación. El actual clima económico tampoco ayudará en la recuperación de las altas tasas de crecimiento que tuvieron lugar en los años 2.005 y 2.006. Esta situación contribuye a que el barómetro solar térmico de EurObserv’ER revise a la baja las expectativas para el sector hasta el año 2.010, situándose en los 35.000.000 de m² en lugar de los 100.000.000 m2 marcados en el Libro Blanco.

      El informe señala que en el año 2.007 se instalaron en España 262.000 m², lo que representa un crecimiento de casi el 50% con respecto al año anterior. Además, este dato todavía no refleja el impulso del Código Técnico de la Edificación (CTE), que obliga a instalar un aporte de energía solar para agua caliente en todas las viviendas de nueva construcción, puesto que la mayor parte de los edificios construidos en 2.007 fueron autorizados antes de la entrada en vigor del CTE a finales de septiembre de 2.006. El Plan de Energías Renovables (PER) plantea alcanzar una superficie instalada de 4,9 millones de metros cuadrados para el año 2.010.

      Los mercados italiano y griego son prometedores, aunque Italia necesita ratificar la directiva europea sobre la eficiencia energética en los edificios. Además, la cifra de 247.000 m² nuevos durante el año 2.007 está pendiente de confirmación. El informe también augura una aceleración del crecimiento del mercado francés.

      En la tabla 1.3 se indica la superficie de captación solar térmica total o acumulada en la UE, desglosada por países. La suma de la superficie total en 2.006 más la superficie instalada en 2.007 para un determinado país dará como resultado una superficie que, generalmente, será mayor que la superficie total en 2.007 para aquel mismo país. Por ejemplo, para Alemania: 8.574.000 (tabla 1.3) + 960.000 (tabla 1.2) = 9.534.000 m² > 9.484.000 m2 (tabla 1.3). El motivo es que el informe de EurObserv’ER tiene en cuenta que los captadores tienen un tiempo de vida útil, pasado el cual deben ser sustituidos. Por tanto, en el caso del ejemplo, una parte de los 960.000 m² sirve para reemplazar una superficie de captación ya existente.

      Tabla 1.3. Superficie total o acumulada de captadores solares térmicos en la UE.(Fuente: EurObserv'ER, Solar Thermal Barometer 2008).

       CAPÍTULO 2

      LA RADIACIÓN SOLAR

      2.1 El Sol, fuente de energía

      El Sol es una estrella que se encuentra a una distancia de unos 150.000.000 km de la Tierra. De naturaleza gaseosa, tiene un diámetro aproximado de 1.400.000 km y una masa de 1,99 · 10³⁰ kg, y genera energía debido a las reacciones nucleares de fusión que tienen lugar en su núcleo, que está a una temperatura media de unos 15.000.000 °C. Saliendo del núcleo nos encontramos con un zona intermedia, y por encima suyo hallamos la zona convectiva, donde el calor se transmite por convección hacia la superficie. La superficie solar, denominada fotosfera, es el disco que podemos ver desde la Tierra. Más allá se encuentra la atmósfera solar, denominada cromosfera, una capa gaseosa que se extiende unos 10.000 km. La parte más exterior de la cromosfera se denomina corona, visible únicamente durante un eclipse total de Sol.

      El Sol está constituido principalmente por hidrógeno (78% de su masa) y helio (20% de su masa). El Sol es un inmenso reactor nuclear de fusión que transforma cada segundo 600.000.000 de toneladas de hidrógeno en 596.000.000 de toneladas de helio. Se pierden, por tanto, 4.000.000 de toneladas de materia cada segundo, que se transforman en energía, unos 3,7·10²³ kW. Esta energía es irradiada al espacio siguiendo un patrón esférico. De esta energía llegan a nuestro planeta unos 1,74·10¹⁴ kW. Aunque ésta es sólo una pequeña parte de la energía generada por el Sol, equivale a unas 5.000 veces el consumo energético de toda la población de la Tierra.

2.1.1 Terminología básica

       Espectro solar: distribución espectral (en función de la longitud de onda o de la frecuencia) de la radiación electromagnética emitida por el Sol.

       Irradiación: energía incidente por unidad de superficie sobre un plano dado, obtenida por integración de la irradiancia durante un intervalo de tiempo determinado, normalmente una hora o un día.