En artículos anteriores enfocamos, como vías de conversión de la energía radiante solar en una forma utilizable directamente, la conversión térmica y la fotovoltaica.
Conversión térmica
Los cuerpos calientes emiten ondas electromagnéticas. Esa radiación se logra como resultado de la transformación de la energía de la agitación térmica de las partículas del cuerpo en energía radiante. De igual modo a la inversa, se absorbe la radiación electromagnética incrementando la agitación térmica que se refleja en un incremento de su temperatura. Por eso un metal fundido emite luz casi blanca al igual que el sol. A bajas temperaturas también se emite radiación pero en el rango de luz infrarroja que no es visible.
Entonces los colectores solares térmicos apreciamos los dos efectos de absorción y emisión de radiación electromagnética, reciben y absorben la luz visible proveniente del sol que se encuentra a casi 5700ºC en la llamada fotosfera, se calientan según su tipo como hemos dicho en el rango de 70ºC a 300ºCy a esa temperatura emiten radiación infrarroja.
Conversión fotovoltaica
El efecto fotovoltaico consiste en la aparición de una fuerza electromotriz (diferencia de potencial o voltaje) cuando en semiconductores cristalinos (célula fotovoltaica) como el Silicio se incrementa su conductividad eléctrica debido al incremento de portadores eléctricos por la presencia de fotones de luz.
Para entender la operación de una célula fotovoltaica, es necesario considerar la naturaleza del material y la naturaleza de la luz del sol. Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p y silicio tipo n. La luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el campo interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas o (espacios que quedan al salir un electrón de la estructura) de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico. Los agujeros se mueven hacia la capa positiva o capa de tipo p y los electrones hacia la negativa o capa tipo n. Aunque estas cargas opuestas se atraen mutuamente, la mayoría de ellas solamente se pueden recombinar pasando a través de un circuito externo fuera del material debido a la barrera de energía potencial interno. Por lo tanto si se hace un circuito se puede producir una corriente a partir de las celdas iluminadas, puesto que los electrones libres tienen que pasar a través del circuito para recombinarse con los agujeros positivos.
En conclusión, la generación eléctrica con paneles solares es una realidad sobre todo por ser la eléctrica una forma de energía de uso más universal que el calor. Sin embargo al ser menos eficiente la conversión eléctrica que la térmica a bajas temperaturas, esta no se puede descartar y la matriz energética de cualquier país, región o familia debe contemplar ambas: solar fotovoltaica para producir electricidad y solar térmica para calentamiento hasta los 200ºC, recordando que la forma más barata de producir agua caliente es con el calentador solar.