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Durante un paseo reciente, padecí lo que era un claro recordatorio del poder del Sol. Me detuve en el límite del bosque, rodeada de un paisaje rocoso y lunar, y pensé: «Debí haberme puesto protector solar». Pero rápidamente me encogí de hombros: necesitaba concentrarme en el nuevo terreno y en el desafío de cómo navegarlo.

No fue hasta esa noche, mientras compartía una pizza después de la caminata con mis compañeros excursionistas, que la idea volvió a mí cuando vislumbré mi rostro en el espejo: rojo como salsa de tomate. ¡Debí haberme puesto protector solar!

Este encuentro me hizo reflexionar sobre el poder del Sol. El Sol es un ser que siempre está presente en nuestras vidas. Es el faro del día cuyos rayos anhelamos tras semanas y semanas viviendo bajo cortinas nubladas.

El Sol baña la Tierra con inmensa energía en todo momento. Plantas, algas y bacterias absorben esta energía y la utilizan para alimentar sus vidas. Entonces, ¿por qué no lo hacemos nosotros? ¿Por qué no aprovechamos la energía del Sol para satisfacer las actuales demandas energéticas del mundo y llevar energía a las aproximadamente 1.100 millones de personas en todo el mundo que no tienen suficiente acceso a ellas?

Para ver si esto es posible, comencemos viendo cuánta energía proporciona el Sol al Reino Unido. Si hubiéramos diseñado paneles solares perfectos que pudieran convertir toda la luz que les llega en electricidad, ¿podríamos generar toda la electricidad que se necesita en Reino Unido?

Si tenemos en cuenta la luz que es dispersada y absorbida en la atmósfera, la cantidad media de luz solar que llega a la Tierra es de aproximadamente 175 vatios por metro cuadrado. Asumamos de manera optimista que el Reino Unido recibe una media de 4.5 horas de luz solar por día, los 365 días del año. Por lo tanto, la cantidad de energía solar que llega a solo 300 kilómetros cuadrados de tierra en el Reino Unido es aproximadamente igual a la cantidad total de electricidad generada en 2017.

Aunque 300 kilómetros cuadrados pueden parecer una gran cantidad de terreno, en realidad no lo son. ¡Es solo del tamaño de Birmingham! La superficie total del Reino Unido es de unos 240,000 kilómetros cuadrados. De ellos, alrededor del 6,8% es terreno urbano, y el 78% de este está dedicado a espacios verdes, como parques, campos de juego y césped. Por lo tanto, solo se ha ‘construido’ en alrededor del 1.5% de la tierra total en el Reino Unido, que es unos 36,000 kilómetros cuadrados. Si colocamos paneles solares eficientes en un 0.8% de los tejados del Reino Unido, aproximadamente 300 kilómetros cuadrados, ¡podríamos generar toda la electricidad necesaria para el Reino Unido!

Desafortunadamente, es imposible fabricar paneles solares que sean 100% eficientes. Los paneles solares más comunes en la actualidad están hechos de silicio. Aunque su eficiencia continúa mejorando, nunca van a convertir más del 33% de la energía del Sol en electricidad. Para entender por qué, debemos volver a considerar el Sol y cómo funcionan los paneles solares.

En realidad, la luz solar está formada por millones de partículas de luz llamadas fotones, cada una de las cuales posee una cierta cantidad de energía (o longitud de onda) que determina el color de la luz. Juntos, todos los fotones con diferentes energías, y por lo tanto, diferentes colores, forman un espectro. Podemos ver algunos de estos colores, son embargo otros, como la luz ultravioleta que causó mi quemadura solar, no los vemos.

Los paneles solares de silicio están hechos de semiconductores, lo que significa que solo conducen electricidad algunas veces. En su estado normal, lo que los científicos llaman su «estado fundamental», todos los electrones del sistema están unidos a átomos. Sin embargo, si se les da la energía suficiente, estos electrones fluirán, o conducirán, y generarán una corriente eléctrica.

La parte complicada es que hay una cantidad específica de energía, a menudo llamada banda prohibida, que determina cuánta energía puede producir un panel solar. Si un fotón tiene menos energía que la banda prohibida, pasará directamente a través del panel solar sin ser absorbido. Es como la luz del sol que pasa a través de una ventana de vidrio. Si el color de la luz que le llega es demasiado alto en energía, entonces ese exceso de energía se pierde en forma de calor. Los electrones rebotan unos contra otros como bolas de billar hasta que tienen la misma energía que la banda prohibida.

Echemos un vistazo al espectro solar y su arcoíris de luz visible e invisible. Parte de la luz tiene muy poca energía para ser utilizada en el panel solar, y otra parte tiene demasiada energía, por lo que el exceso se convierte en calor. Estos dos factores representan alrededor del 50% de la pérdida de eficiencia en los paneles solares de silicio.

A pesar de que la Tierra recibe toneladas de energía del Sol constantemente, no podemos convertirla por completo en electricidad.

Entonces: ¿cómo podemos mejorar la generación de energía solar?

¡Esa es una historia que contaré la próxima vez!

La ilustración, Blackened landscapes 3, es de la artista Naomi Davies, con sede en Cambridge. Está inspirada en David Hockney Garrowby Hill, recreado con la adición de paneles solares en los campos. Naomi usó la pintura acrílica negra más pigmentada, más plana y mate del mundo para pintar los paneles solares más negros.

Traducido por Marta Frías Castillo.

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