2.007. Hay solo una excepción entre los mercados de tamaño medio: Bélgica, que bajó en unos 2.000 m2.
Por otro lado, los captadores con cubierta siguen dominando el mercado en la UE, con un 94,5% de las ventas. Estos captadores comprenden los planos (85,9%) y los de tubo de vacío (8,6%). El 5,5% restante es la cuota correspondiente a los captadores sin cubierta.
Tabla 1.2. Superficie de captación instalada en los años 2.006 y 2.007 en la UE, desglosada por países y por tipo de captador.(Fuente: EurObserv'ER, Solar Thermal Barometer 2008).
El informe señala que la bajada del mercado alemán es coyuntural, y la achaca, por un lado al aumento del VAT (Value Added Tax, equivale al IVA) en Alemania a inicios de 2.007, y por otro, a una rebaja en las subvenciones. Sin embargo, las subvenciones se han vuelto a ajustar al alza en 2.008. Para la primera mitad de 2.008, el crecimiento en Alemania se ha situado en un 50%. Sin embargo, Austria no muestra señales de recuperación. El actual clima económico tampoco ayudará en la recuperación de las altas tasas de crecimiento que tuvieron lugar en los años 2.005 y 2.006. Esta situación contribuye a que el barómetro solar térmico de EurObserv’ER revise a la baja las expectativas para el sector hasta el año 2.010, situándose en los 35.000.000 de m2 en lugar de los 100.000.000 m2 marcados en el Libro Blanco.
El informe señala que en el año 2.007 se instalaron en España 262.000 m2, lo que representa un crecimiento de casi el 50% con respecto al año anterior. Además, este dato todavía no refleja el impulso del Código Técnico de la Edificación (CTE), que obliga a instalar un aporte de energía solar para agua caliente en todas las viviendas de nueva construcción, puesto que la mayor parte de los edificios construidos en 2.007 fueron autorizados antes de la entrada en vigor del CTE a finales de septiembre de 2.006. El Plan de Energías Renovables (PER) plantea alcanzar una superficie instalada de 4,9 millones de metros cuadrados para el año 2.010.
Los mercados italiano y griego son prometedores, aunque Italia necesita ratificar la directiva europea sobre la eficiencia energética en los edificios. Además, la cifra de 247.000 m2 nuevos durante el año 2.007 está pendiente de confirmación. El informe también augura una aceleración del crecimiento del mercado francés.
En la tabla 1.3 se indica la superficie de captación solar térmica total o acumulada en la UE, desglosada por países. La suma de la superficie total en 2.006 más la superficie instalada en 2.007 para un determinado país dará como resultado una superficie que, generalmente, será mayor que la superficie total en 2.007 para aquel mismo país. Por ejemplo, para Alemania: 8.574.000 (tabla 1.3) + 960.000 (tabla 1.2) = 9.534.000 m2 > 9.484.000 m2 (tabla 1.3). El motivo es que el informe de EurObserv’ER tiene en cuenta que los captadores tienen un tiempo de vida útil, pasado el cual deben ser sustituidos. Por tanto, en el caso del ejemplo, una parte de los 960.000 m2 sirve para reemplazar una superficie de captación ya existente.
Tabla 1.3. Superficie total o acumulada de captadores solares térmicos en la UE.(Fuente: EurObserv'ER, Solar Thermal Barometer 2008).
CAPÍTULO 2
LA RADIACIÓN SOLAR
2.1 El Sol, fuente de energía
El Sol es una estrella que se encuentra a una distancia de unos 150.000.000 km de la Tierra. De naturaleza gaseosa, tiene un diámetro aproximado de 1.400.000 km y una masa de 1,99 · 1030 kg, y genera energía debido a las reacciones nucleares de fusión que tienen lugar en su núcleo, que está a una temperatura media de unos 15.000.000 °C. Saliendo del núcleo nos encontramos con un zona intermedia, y por encima suyo hallamos la zona convectiva, donde el calor se transmite por convección hacia la superficie. La superficie solar, denominada fotosfera, es el disco que podemos ver desde la Tierra. Más allá se encuentra la atmósfera solar, denominada cromosfera, una capa gaseosa que se extiende unos 10.000 km. La parte más exterior de la cromosfera se denomina corona, visible únicamente durante un eclipse total de Sol.
El Sol está constituido principalmente por hidrógeno (78% de su masa) y helio (20% de su masa). El Sol es un inmenso reactor nuclear de fusión que transforma cada segundo 600.000.000 de toneladas de hidrógeno en 596.000.000 de toneladas de helio. Se pierden, por tanto, 4.000.000 de toneladas de materia cada segundo, que se transforman en energía, unos 3,7·1023 kW. Esta energía es irradiada al espacio siguiendo un patrón esférico. De esta energía llegan a nuestro planeta unos 1,74·1014 kW. Aunque ésta es sólo una pequeña parte de la energía generada por el Sol, equivale a unas 5.000 veces el consumo energético de toda la población de la Tierra.
2.1.1 Terminología básica
Espectro solar: distribución espectral (en función de la longitud de onda o de la frecuencia) de la radiación electromagnética emitida por el Sol.
Irradiación: energía incidente por unidad de superficie sobre un plano dado, obtenida por integración de la irradiancia durante un intervalo de tiempo determinado, normalmente una hora o un día. Se expresa en MJ/m2, para el intervalo de tiempo especificado.
Irradiancia: potencia radiante incidente por unidad de superficie sobre un plano dado. Se expresa en W/m2.
Radiación circunsolar: radiación dispersada por la atmósfera, de manera que parece provenir de la región del cielo adyacente al Sol. La radiación circunsolar causa la aureola solar.
Radiación solar difusa: radiación solar hemisférica menos la radiación solar directa.
Radiación solar directa: radiación solar incidente sobre un plano dado, procedente de un pequeño ángulo sólido centrado en el disco solar.
Radiación solar extraterrestre: radiación solar recibida en los límites de la atmósfera terrestre.
Radiación solar global: radiación solar hemisférica recibida en un plano horizontal.
Radiación solar hemisférica: radiación solar incidente en una superficie plana dada, recibida desde un ángulo sólido de 2π estereorradianes (del hemisferio situado por encima de la superficie). Se tienen que especificar la inclinación y el azimut de la superficie receptora. La radiación solar hemisférica se compone de la radiación solar directa y de la radiación solar difusa (radiación solar dispersada en la atmósfera o reflejada por el suelo).
2.1.2 La constante solar
La constante solar es la irradiancia solar extraterrestre, incidente en un plano perpendicular a la dirección de esta radiación, cuando la Tierra está a la distancia media del Sol (149,5 · 106 km). Según el World Radiation Center, el valor de la constante solar (Ics) es de 1.367 W/m2, con una desviación máxima de ±7 W/m2.
La figura 2.1 muestra la variación de la irradiancia solar con el tiempo. Esta variación depende de la actividad solar (ciclos solares) y de la distancia entre la Tierra y el Sol, que no es constante porque la órbita terrestre es elíptica.
Figura 2.1. Irradiancia solar extraterrestre (fuera de la atmósfera). (Fuente: ACRIM - Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor – http://www.acrim.com).
