Personajes
Contribuciones a la energía solar:
Westinghouse y Tesla, la corriente alterna para la generación de la electricidad
El invento de la celda solar abrió un horizonte nuevo en la búsqueda de la producción de energía. Esto se manifestaría en varias iteraciones a lo largo de casi dos siglos en manos de distintos físicos e ingenieros. La historia de la energía solar es una historia fascinante de creatividad y progreso.
¿Quién inventó los paneles solares?
En realidad, la energía solar no es nada nuevo. La gente ha
usado energía solar desde el 7º siglo a.C. En su estado más
primitivo, la energía del sol ha sido venerada y puesta en
uso desde que el hombre apareció en la tierra.
Los primeros usos de la energía solar incluían el enfocar la
energía del sol a través de una lupa para encender fuegos
para cocinar. Para el 3er siglo a.C, los griegos y los romanos
hacían que la luz solar revirara de "espejos ardientes" para
encender antorchas sagradas para ceremonias religiosas.
Los soláriums fueron inventados en la antigüedad para
captar la energía solar por su calor natural. Estos generalmente
eran salones orientados hacia el sur que captaban
y concentraban luz solar, para edificaciones desde los
famosos baños romanos hasta las casas de adobe de los
americanos nativos y que siguen siendo populares hoy día
en varias casas modernas.
Una leyenda de la historia solar griega trata del científico
Arquímedes, prendiendo fuego a barcos de madera asediantes
del Imperio Romano. La historia cuenta que reflejó
la energía solar con escudos de bronce, concentrando los
rayos y atacando a los barcos enemigos antes de que atracaran
en tierra.
Si esto realmente ocurrió en la época de Arquímedes o no,
no ha sido verificado. Pero este experimento en energía
solar fue llevado a cabo por la armada griega en la década
de 1970. Sí prendieron fuego a un barco de madera de
prueba a 50 metros de distancia, usando nada más que el
escudo de bronce legendario y la energía de la luz solar.
La invención de la tecnología de la celda de energía solar
En 1839, el físico francés Edmond Becquerel descubrió
el efecto fotovoltaico al estar experimentando con una
celda hecha de electrodos metálicos en una solución conductora.
Observó que la celda producía más electricidad
cuando quedaba expuesta a la luz.
Posteriormente, en 1873, Willoughby Smith descubrió que el
selenio podía funcionar como fotoconductor.
Tan sólo tres años después, en 1876, William Grylls Adams
y Richard Evans Day aplicaron al selenio el principio fotovoltaico
descubierto por Becquerel. Ellos registraron que,
de hecho, el selenio podía generar electricidad al quedar
expuesto a la luz.
Casi 50 años después del descubrimiento del efecto fotovoltaico,
en 1883, el inventor americano Charles Fritz creó
la primera celda solar de selenio funcional. Si bien usamos
silicio en las celdas de paneles solares modernos, esta
celda solar fue una precursora principal de la tecnología
usada hoy día.
De cierta forma, varios físicos contribuyeron a la invención de la celda solar. A Becquerel se le atribuye el destapar el potencial del efecto fotovoltaico y a Fritz se le atribuye el hecho de la creación de la antecesora de todas las celdas solares.
El conocimiento y la producción de la tecnología solar
Albert Einstein jugó un papel importante en llamar la atención
del mundo a la energía solar y su potencial. En 1905,
Einstein publicó un papel sobre el efecto fotoeléctrico y
cómo es que la luz transporta energía. Esto generó aún más
atención y aceptación de la energía solar a una escala más
amplia.
El gran avance hacia las celdas solares como las que
usamos en los paneles hoy día ocurrió a raíz del trabajo de
los Laboratorios Bell, en 1954. Tres de los científicos en esos
laboratorios: Daryl Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson,
crearon una celda solar más práctica utilizando el silicio.
Las ventajas del silicio son una mejor eficiencia y su amplia
disponibilidad como recurso natural.
En la medida que evolucionó la era espacial se usaron
paneles solares para energizar varias partes de las naves
espaciales, a finales de 1950 y durante 1960. La primera
nave espacial energizada con paneles solares fue el satélite
Vanguard I en 1958, seguido del Vanguard II, Explorer III
y Sputnik-3.
En 1964, la NASA lanzó el satélite Nimbus, que dependía
completamente de su serie de paneles solares fotovoltaicos
de 470 vatios para su operación. A partir de ese
momento, no tardaría mucho en esparcirse el potencial de
la energía solar del espacio sideral a casas y negocios en
el planeta tierra.
Paneles solares como alternativa energética viable
En 1970, una escasez de petróleo hizo obvia la realidad
de la dependencia de los EE. UU. de recursos energéticos extranjeros. Era una época de alta inflación en
que los
americanos estaban siendo apretados económicamente y
las escaseces de bienes esenciales hizo evidente la necesidad
de una mayor innovación.
Fue en esta época que el presidente Jimmy Carter hizo que
paneles solares fueran instalados en el techo de la Casa
Blanca. Esto generó que la energía solar limpia fuese más
tangible para la gente y diseminó el conocimiento sobre
la misma.
No obstante la mayor cantidad de gente interesada en la
energía solar en las últimas décadas, el costo y la eficiencia
de la tecnología han mejorado lentamente. En la medida los
paneles solares son construidos para ser más eficientes y
costar menos, la tecnología solar se ha ido convirtiendo en
una forma realista en que la gente pueda generar energía
eléctrica para sus casas y negocios.
Quizá los avances más significativos en tecnología solar,
tanto en eficiencia, como en precio, se han dado en años
recientes.
Las celdas solares de silicio de los Laboratorios Bell de 1954
operaban a una eficiencia de alrededor de 4 por ciento y más
tarde alcanzaron una eficiencia del 11 por ciento. Esto fue un
aumento significativo que permitía energizar un dispositivo
eléctrico por varias horas por primera vez en la historia.
Luego en 1959, Hoffman Electronics alcanzó una eficiencia
del 10 por ciento. Poco después, batieron su propio récord
con una eficiencia del 14 por ciento en 1960.
Estas mejoras en eficiencia llevaron a los paneles solares
al programa espacial. El uso de paneles solares en el programa
espacial en 1960 aumentó la producción de los
mismos y paulatinamente redujo el precio.
Exxon financió la investigación del Dr. Elliot Berman a
finales de l970, que produjo una celda solar menos cara y
bajó el costo de un panel solar.
En la actualidad, la eficiencia de los paneles solares promedia
entre 15 y 18 por ciento.
En la larga historia de la tecnología solar, es de resaltar
que el verdadero cambio a favor ha ocurrido en las últimas
décadas. Desde 1980 el costo de paneles solares ha bajado
un promedio de 10 por ciento por año.
Estas mejoras en tecnología solar y en la reducción de
costos son gracias a científicos e ingenieros dedicados a
este tema, como una fuente líder de electricidad limpia y
de bajo costo para todos.
Contribución: George Westinghouse y Nikola Tesla; la corriente alterna
George Westinghouse, fue un empresario, ingeniero e
inventor estadounidense (1846-1914). Inventó el freno neumático
ferroviario, por el cual se hizo con su primera patente,
e igualmente fue todo un pionero en la industria eléctrica.
A lo largo de su vida obtuvo más de 400 patentes, muchas
de ellas de maquinaria de corriente alterna.
Fue uno de los principales rivales de Thomas Alva Edison en
la llamada "Guerra de las corrientes". Westinghouse y
su Westinghouse Electric (fundada el 1 de agosto de 1886)
desarrollaron los sistemas de transmisión de corriente
alterna (CA) mientras que Edison apoyaba la corriente continua
(CC). Finalmente triunfó la corriente alterna por su
menor pérdida de energía eléctrica, bajo precio, etc.
Posteriormente, con la ayuda del científico croata Nikola
Tesla, dedicó sus investigaciones hacia la electricidad,
siendo el principal responsable de la adopción de
la corriente alterna para el suministro de energía eléctrica
en Estados Unidos. En ese empeño tecnológico y comercial
hubo que vencer la oposición del popular inventor Thomas
Alva Edison, que basaba sus investigaciones y expansión
comercial en la corriente continua y llegaría a sugerir la
invención de la silla eléctrica de corriente alterna como
estrategia en esa competencia.
Westinghouse compró a Tesla su patente para la producción
y transporte de corriente alterna, que impulsó y desarrolló.
Posteriormente perfeccionó el transformador, desarrolló
un alternador y adaptó para su utilización práctica el motor
de corriente alterna inventado por Tesla. En 1886 fundó la
compañía eléctrica Westinghouse Electric & Manufacturing
Company, que contó en los primeros años con la decisiva
colaboración de Tesla, con quien logró desarrollar la tecnología
necesaria para desarrollar un sistema de suministro
de corriente alterna.
El ingeniero e inventor de origen croata Nikola Tesla (1856-1943) emigró en 1884 a los Estados Unidos.
Es reconocido como uno de los investigadores más destacados en
el campo de la energía eléctrica. El Gobierno de Estados
Unidos lo consideró una amenaza por sus opiniones pacifistas
y sufrió el maltrato de otros investigadores mejor
reconocidos como Marconi o Edison.
https://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf
https://www.aps.org/publications/apsnews/200904/physicshistory.cfm
https://www.helloinspire.com/blog/clean-power/
who-discovered-solar-power
http://www.rsc.org/periodic-table/element/14/silicon
https://www.helloinspire.com/blog/clean-power/
who-discovered-solar-power
https://www.greentechmedia.com/articles/read/pv-solar-costs-have-fallen-10-per-year-since-1980#gs.bZAbxMA
Por:
Verónica García Rodríguez, RevistaTransicionE@ineel.mx