La energía solar es una de las fuentes de energía más populares y sostenibles en la actualidad. Sin embargo, dentro de esta tecnología existen dos métodos diferentes de aprovechar la energía del sol: la energía solar activa y la energía solar pasiva. En este artículo exploraremos las diferencias entre ambas y determinaremos cuál es la mejor opción para tu hogar o negocio. ¡Acompáñanos a descubrirlo!
Un número cada vez mayor de personas en todo el mundo se está moviendo hacia una forma de vida más ecológica y sostenible. Muchos propietarios optan por implementar la tecnología solar, pero ¿cuál es mejor, activa o pasiva?
Echemos un vistazo en profundidad a la energía solar pasiva y activa, cómo puede usarlas en un hogar y las diferencias clave que ponen a una sobre la otra.
¿Cuál es mejor, la tecnología solar activa o pasiva?
La tecnología solar activa es, en última instancia, más eficaz que la pasiva. Mientras que la energía solar pasiva solo puede controlar la temperatura en una casa, la energía solar activa puede extenderse para calentar agua y producir electricidad para alimentar una casa. Active tiene un alcance más amplio y es más ecológico.
¿Qué es la tecnología solar pasiva?
La tecnología solar pasiva utiliza masa térmica para absorber y distribuir el calor del sol por toda la casa. Una casa con un diseño solar pasivo puede aprovechar el movimiento del aire para controlar la temperatura, enfriándolo cuando hace calor y calentándolo cuando baja la temperatura.
La principal ventaja de la calefacción solar pasiva es que reemplaza los sistemas electrónicos de calefacción y refrigeración. Esta alternativa elimina una enorme cantidad de estrés de la red eléctrica, lo que reduce su huella de carbono.
Además, su factura eléctrica mensual será significativamente más baja que con los métodos tradicionales de calefacción y refrigeración.
De hecho, diseñar una casa solar pasiva es más económico que una casa tradicional, ya que no es necesario pagar para instalar costosos sistemas de refrigeración.
Para comprender mejor los méritos del diseño solar pasivo, veamos cómo funciona este tipo de diseño.
Cómo funciona el diseño solar pasivo
El diseño de casas solares pasivas depende en gran medida de factores ambientales como:
- Exposición al sol – cada hogar solar pasivo está construido para optimizar el calor del sol. Si el clima es relativamente frío o la casa está mal diseñada, todo el sistema es nulo.
- follaje y sombra – Las casas solares pasivas requieren una exposición total al sol, por lo que se debe eliminar cualquier vegetación, árboles o estructuras que den sombra a la casa.
- Leyes de zonificación – Verificar las leyes de zonificación locales antes de construir una casa lo alerta sobre cualquier posible construcción futura que podría poner en peligro su hogar. Por ejemplo, una fábrica que se construye al lado de su casa y bloquea la luz del sol sería desastrosa.
El diseño solar pasivo funciona sobre cuatro principios básicos, que incluyen:
- Abertura
- Masa térmica
- Distribución
- Control
Estos principios controlan la absorción y distribución del calor por toda la casa en un sistema delicado pero eficaz.
Abertura
La apertura controla cómo el calor y la luz del sol entran en un espacio. Las características de apertura incluyen ventanas, puertas de vidrio, techos corredizos, etc.
En verano, estos componentes recogen el calor indirecto y evitan el sol directo para evitar el sobrecalentamiento. Sin embargo, están expuestos a la luz solar directa en invierno para utilizar la mayor cantidad posible de calor natural.
Masa térmica
Los materiales de masa térmica absorben la luz solar y el calor externo durante la estación cálida y el aire caliente del interior del espacio habitable durante la estación fría. Son los elementos que absorben y distribuyen el calor cuando hay un descenso de temperatura.
Los elementos típicos de masa térmica incluyen suelos oscuros o losas de hormigón. La masa térmica más eficaz es el agua, por lo que algunos optan por tener un depósito de agua en su espacio vital. Sin embargo, esta no siempre es una opción accesible.
Los tres métodos de absorción incluyen:
- ganancia directa – el espacio habitable contiene una masa térmica para absorber el calor, como un tanque de agua o paredes de ladrillo visto.
- ganancia indirecta – no hay ningún elemento dentro del espacio habitable que absorba el calor. En cambio, el calor se acumula en la ventana y se dispersa a través de una sala de estar mediante conducción. La opción más popular es una pared trombe.
- Ganancia aislada – la luz del sol se acumula en una habitación dedicada llamada espacio solar que se puede aislar del resto de la casa.
Distribución
Distribución se refiere a cómo la estructura de la casa se presta para el flujo de aire y la dispersión del calor a través del espacio.
Los tres métodos principales de distribución incluyen:
- Radiación – el calor se almacena en un objeto y se irradia hacia afuera, de la misma manera que sentirías el calor que sale de un horno cuando lo abres.
- Convección – el calor del sol se concentra en algunas regiones de la casa, y el aire o el agua dispersan este calor.
- Conducción – transferencias de calor a través de cosas que están en contacto directo entre sí. Por ejemplo, tocar una pared de ladrillo caliente calentará tus manos.
Control
Control utiliza las características de una casa para mitigar la luz solar intensa durante el verano, deteniendo el sobrecalentamiento concomitante. Este control generalmente proviene de toldos, pérgolas, persianas y otros mecanismos que dan sombra a las ventanas.
Tenga en cuenta que estos no deben impedir que la luz del sol caliente directamente la casa, solo que ingrese directamente a través de las ventanas al espacio habitable.
Durante el invierno, la luz del sol debe entrar directamente a través de las ventanas para maximizar la calefacción. Esta consideración es la razón por la cual los diseños solares pasivos son tan particulares: se basan en un posicionamiento perfecto con respecto al movimiento del sol para controlar la temperatura durante todo el año.
Desventajas del diseño pasivo solar
Hemos analizado el diseño solar pasivo y cómo beneficia al medio ambiente y a su cuenta bancaria.
Sin embargo, existen algunas limitaciones a la tecnología solar pasiva, que incluyen:
- diseño especial – la realidad es que esta tecnología se basa en la planificación de un diseño hasta el más mínimo detalle, todo lo cual depende del sol. Esta dependencia significa que no hay follaje en ciertas áreas, y no puede planificar el diseño tan libremente como lo haría en una casa normal.
- Costo de construcción – aunque este diseño ahorra una gran cantidad de dinero a largo plazo, cuesta bastante dinero construirlo debido a todos los detalles minuciosos.
- poder limitado – la tecnología solar pasiva controla la calefacción y la refrigeración, pero eso es todo. No implica producir electricidad o calentar agua como la tecnología solar activa.
Construir el hogar eficiente en energía solar de sus sueños es una tarea difícil, pero puede comenzar comunicándose con uno de estos constructores de casas ecológicas en Montana. Este estado es ideal para casas ecológicas que dependen de la luz del sol debido a sus extensos paisajes y clima agradable.
¿Qué es la tecnología solar activa?
La tecnología solar activa “reúne” la energía del sol utilizando materiales semiconductores y la almacena. Esta energía luego se convierte en calor o electricidad que puede alimentar una casa, calentar agua y actuar como un mecanismo de calefacción natural.
A diferencia de la energía solar pasiva, la energía solar activa utiliza paneles solares o fotovoltaicos. Los paneles solares convierten la energía del sol en calor y los paneles fotovoltaicos convierten la energía del sol en electricidad.
El uso de uno u otro, o una combinación de los dos (ya que los propietarios de viviendas pueden usarlos fácilmente en conjunto), permite que una casa se vuelva eficiente energéticamente por sí misma, con poca o ninguna necesidad de electricidad de la red. .
Desde el principio, es evidente que la energía solar activa es funcionalmente superior a la pasiva. Le permite aprovechar la energía natural del sol para encender sus luces, hervir agua y calentar su hogar.
Depender más de las fuentes de energía natural y menos de la red eléctrica lo acerca a un hogar con cero emisiones netas. A el hogar net-zero produce tanta energía como la que usa durante todo el año, creando un consumo y una producción congruentes.
La vivienda neta cero genera su propia energía para reducir el estrés en la red y aliviar la gran dependencia de nuestra sociedad de los combustibles fósiles, cuya quema tiene efectos desastrosos en nuestro planeta.
A medida que pasa el tiempo, las soluciones de energía solar se vuelven cada vez más asequibles y accesibles para el público en general, lo que permite que más personas migren hacia un estilo de vida más sostenible.
Lea más sobre la vida neta cero y el diseño de viviendas sostenibles aquí.
Cómo funciona el diseño solar activo
La tecnología solar activa nos permite almacenar y utilizar la energía del sol para múltiples propósitos. Hacemos esto usando conductores que convierten la energía en calor o electricidad.
Estas dos tecnologías incluyen:
- Colectores solares térmicos
- Paneles fotovoltaicos
Veamos cada uno de estos con mayor detalle.
Colectores Solares Térmicos
La radiación del sol se absorbe mediante grandes placas o paneles en el techo de la casa y se almacena en agua o en una solución de glicol-agua. Esta agua se calienta y el agua caliente sale cuando se abre un grifo.
El agua caliente saliente se reemplaza por agua fría entrante, que se calienta y el ciclo continúa.
Esta tecnología viene en dos tipos:
- Departamento – una placa de metal plana se conecta a un sistema de tuberías aisladas con lana mineral.
- Vacío – varias tuberías aisladas que llevan el calor del sol al agua almacenada en un intercambiador.
Este proceso puede sonar familiar, y eso es porque lo es. Géiseres caseros emplean este mismo método para calentar agua, la diferencia fundamental es que los colectores solares térmicos completan este proceso utilizando la energía del sol, no la electricidad.
Lea más sobre las diferencias entre el calentamiento solar de agua y los géiseres eléctricos, aquí.
Paneles fotovoltaicos (paneles fotovoltaicos)
Los paneles fotovoltaicos de silicio se colocan encima del techo de una casa. La electricidad que producen se alimenta a un inversor, que convierte la corriente continua en corriente alterna, lo que permite utilizar esta electricidad directamente desde los enchufes de la casa.
Los paneles fotovoltaicos son más efectivos que los solares térmicos. Los colectores solares térmicos pueden estancarse si se dejan inactivos durante períodos prolongados.
Como puede ver, los paneles fotovoltaicos producen electricidad que puede alimentar una casa, produciendo alrededor de 120 voltios. Usando esta fuente de energía alternativa y la energía de la red de forma conservadora, puede reducir su consumo de energía en aproximadamente 9 kWh/día.
Además, los paneles fotovoltaicos devuelven el exceso de electricidad generada a la compañía eléctrica para que la almacene durante los meses más fríos, ahorrándole electricidad a largo plazo.
Hay dos categorías de paneles fotovoltaicos:
- Monocristalino – Cortar silicio monocristalino con un color uniforme negro o azul tinta. Estas son altamente eficientes, soportan condiciones extremas y tienen una vida útil más larga que las células policristalinas.
- policristalino – una combinación de muchos monocristales, estas células moteadas de color azul claro son menos eficientes por pie cuadrado y son más vulnerables a condiciones extremas que sus contrapartes monocristalinas.
Puede ver una comparación completa y concisa de paneles fotovoltaicos monocristalinos y policristalinos, aquí.
Los paneles fotovoltaicos se fabrican mediante la compilación de numerosas células monocristalinas o policristalinas en forma de láminas cuadradas. Estas láminas se fabrican triturando y derritiendo cristales de silicio en un laboratorio, luego ensamblando varias «obleas» o tiras en una formación cuadrada.
Las células monocristalinas se cortan a partir de lingotes cónicos de silicio, por lo que se fabrican con esquinas redondeadas para minimizar el desperdicio de material. Las células policristalinas tienen una especie de color jaspeado que se produce durante el proceso de enfriamiento, durante el cual cristaliza.
Debido a esto, las células monocristalinas son más caras de fabricar y generan más material desperdiciado.
Ventajas de la Tecnología Solar Activa
La tecnología solar activa es una forma maravillosa de vivir para los ecologistas sin tener que romper el banco todos los meses simplemente manteniendo el sistema.
Algunas de las diversas ventajas incluyen:
- Sostenibilidad – La tecnología solar activa es un recurso invaluable para aquellos que se están moviendo hacia un estilo de vida más sostenible. Reduce significativamente su dependencia de la red eléctrica y los combustibles fósiles, lo que reduce su huella de carbono.
- Finanzas – Además de cuidar la tierra con menos residuos, la tecnología solar activa puede ahorrarle una cantidad significativa de dinero en su factura eléctrica mensual.
- Una excelente inversión – si alguna vez decide vender su casa ecológica, sepa que la tecnología solar agrega valor a la propiedad, siempre que tenga los derechos sobre ella.
- energía del futuro ahorros – Debido a que la energía solar activa le permite almacenar energía, no solo ahorra dinero en las facturas de electricidad actuales sino también en las futuras.
- Comodidad – La vida solar activa tiene todas las comodidades de la vida tradicional con mucho menos impacto ambiental.
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Desventajas de la tecnología solar activa
A pesar de las abrumadoras ventajas de usar un recurso renovable como la energía solar, existen algunas limitaciones y eso la acompaña.
Los inconvenientes de la energía solar activa incluyen:
- Costo – aunque la tecnología solar activa ahorra dinero a largo plazo, la instalación de todos los componentes necesarios a partir de la compensación cuesta bastante. Los gastos incluyen cableado, inversores, compra e instalación de paneles solares o fotovoltaicos y mantenimiento de estos sistemas.
- Dependencia del tiempo – La tecnología solar es resistente y versátil, pero solo puede operar de manera efectiva en climas soleados.
- Espacio y apariencia – Los colectores térmicos y los paneles fotovoltaicos ocupan espacio en los techos y pueden convertirse en una monstruosidad con el tiempo. Además, algunos techos no tienen el espacio para acomodar la cantidad necesaria.
Veredicto final: Pasivo vs. Activo
Los métodos solares pasivos y activos tienen sus ventajas y limitaciones. El pasivo es más accesible financieramente que el activo, pero el activo es más versátil y poderoso. Ambos proporcionan alternativas energéticamente eficientes, pero la tecnología solar activa es más eficaz.
Esto nos lleva a concluir que la tecnología solar activa es la mejor de las dos. Los propietarios de viviendas pueden agregar colectores solares térmicos y paneles fotovoltaicos a cualquier edificio que pueda soportarlos física y espacialmente, siempre que los sistemas internos que los acompañan estén equipados correctamente.
La energía solar activa proporciona varias funciones más allá de lo que ofrece la pasiva. Va más allá de calentar una habitación y puede permitirle vivir de energía renovable e independiente.
Si bien el mantenimiento de la energía solar activa cuesta más dinero, también ahorra más. Se convierte en una inversión a largo plazo que agrega valor a su hogar y le permite la libertad de diseño creativo que las casas pasivas no pueden permitirse.
Conclusión
El diseño solar activo es menos condicional, permite más libertad creativa en el diseño de una casa y es significativamente más estable y confiable que el diseño pasivo, ya que puede adaptarse mejor a climas más fríos.
El costo inicial es relativamente alto, pero la recompensa final es lo suficientemente significativa como para que el precio valga la pena para aquellos que pueden pagarlo.
Fuentes
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