La Tierra capta gran cantidad
de energía solar:
173 000 teravatios.
Eso es 10 000 veces más energía que
la que usa la población del planeta.
¿Entonces es posible que un día
el mundo pudiera ser completamente
dependiente de la energía solar?
Para responder esto,
primero hay que examinar
cómo los paneles solares
convierten la energía solar en eléctrica.
Los paneles solares se componen
de unidades más pequeñas
llamadas celdas solares.
Las celdas solares más comunes
están hechas de silicio,
un semiconductor que es el segundo
elemento más abundante en la Tierra.
En una celda solar,
el silicio cristalino se intercala
entre las capas conductoras.
Cada átomo de silicio está conectado
a sus vecinos por cuatro enlaces fuertes,
que mantienen los electrones en su lugar
por lo que no puede fluir corriente.
Aquí está la clave:
una celda solar de silicio usa
dos capas diferentes de silicio.
Una de silicio de tipo N
tiene electrones adicionales,
y la de tipo P tiene espacios adicionales
para los electrones, llamados agujeros.
Cuando los dos tipos se encuentran,
los electrones pueden pasear
por toda la unión P/N,
dejando una carga positiva en un lado
y creando una
carga negativa en la otra.
Puedes pensar en la luz como
el flujo de partículas diminutas
llamadas fotones,
disparados desde el Sol.
Cuando uno de estos fotones incide en la
celda de silicio con suficiente energía,
puede golpear un electrón de su enlace,
dejando un agujero.
El electrón cargado negativamente y la
ubicación del orificio de carga positiva
ahora están libres para moverse.
Pero debido al campo eléctrico
en la unión P/N,
estos solo van en una dirección.
El electrón es atraído por el lado N,
mientras que el agujero
lo atrae al lado P.
Los electrones móviles son recogidos
por finos dedos de metal
en la parte superior de la celda.
De ahí, fluyen a través
de un circuito externo,
haciendo trabajo eléctrico
como encender una bombilla,
antes de volver por la capa de aluminio
conductora en la parte posterior.
Cada celda de silicio
solo pone la mitad de un voltio,
pero puedes unirlas en módulos
para obtener más energía.
12 celdas fotovoltaicas son suficientes
para cargar un teléfono móvil,
mientras que se necesitan muchos módulos
para alimentar una casa entera.
Los electrones son las únicas
partes móviles en una celda solar,
y todos vuelven a su origen.
No hay nada que se desgaste o agote,
así que las celdas solares
pueden durar décadas.
Entonces, ¿qué nos impide depender
totalmente de la energía solar?
Hay factores políticos en juego,
por no hablar de empresas que presionan
para mantener el statu quo.
Pero por ahora, vamos a centrarnos
en los desafíos físicos y logísticos,
y el más obvio de estos
es que la energía solar se distribuye
de manera desigual en todo el planeta.
Algunas zonas son
más soleadas que otras.
También es inconsistente.
Está disponible menos energía solar
en los días nublados o de noche.
Así, una total dependencia requeriría
formas eficientes de llevar electricidad
de los puntos soleados a los nublados,
y almacenar eficazmente la energía.
La eficiencia de la propia celda
es un reto, también.
Si la luz del Sol se refleja
en lugar de absorberse,
o si los electrones desprendidos caen en
un agujero antes de pasar por el circuito,
la energía del fotón se pierde.
La celda solar más eficiente
todavía solo convierte 46 % de la
luz solar disponible en electricidad,
y la mayoría de los sistemas comerciales
son actualmente 15 a 20 % eficientes.
A pesar de estas limitaciones,
en realidad sería posible
dar energía al mundo entero
con la tecnología solar de hoy.
Necesitaríamos financiación
para construir la infraestructura
y gran cantidad de espacio.
Las estimaciones van desde decenas a
cientos de miles de kilómetros cuadrados,
que parece mucho,
pero solo el desierto del Sahara es cerca
de 8 millones de km2 de superficie.
Entre tanto, las celdas solares
son cada vez mejores, más baratas,
y compiten con la electricidad de la red.
E innovaciones,
como parques solares flotantes,
pueden cambiar el panorama por completo.
Experimentos mentales aparte,
está el hecho de que más
de mil millones de personas
no tienen acceso
a una red eléctrica fiable,
especialmente en los países en desarrollo,
muchos de los cuales son soleados.
Así que en lugares así,
la energía solar ya es mucho más barata
y más segura que las
alternativas disponibles,
como el queroseno.
Sin embargo, Finlandia o Seattle,
por ejemplo
la energía solar efectiva
aún puede estar un poco más lejos.