06 d’octubre 2021

Història de l'energia solar, des del rellotge de sol fins a la placa de Fritts

Repassem sis de les invencions més enginyoses de la història de l'energia solar. Des del rellotge de sol fins a la placa de Fritts, passant pels primers hivernacles romans o la pila de Becquerel.

URLREPLACE

Enlace copiado

El rellotge de sol

Realment el rellotge de sol no utilitza l'energia solar com a font d'energia, però aquest artefacte constitueix una fita en la història en aprofitar per primera vegada la llum solar per fer funcionar un aparell, i ni més ni menys que un aparell per mesurar el temps.

Els primers a utilitzar rellotges de sol o quadrants van ser els egipcis, que orientaven les seves construccions de manera que l'ombra servís per marcar les hores del dia. Els ziggurats de Mesopotàmia tenien esglaons en els quals l'ombra que es projectava marcava les hores del dia, i fins i tot a l'antiga Bíblia ja s'esmentava un d'aquests rellotges: el quadrant d'Acaz.

L'any 1500 aC, durant el regnat del faraó egipci Tuthmosis III, es va començar a utilitzar el sechat, un rellotge solar que mesurava el temps partint de la longitud de les ombres que es generaven. Aquest rellotge solar tenia l'avantatge de ser portàtil, a diferència de quan s'utilitzaven edificis o escalinates.

Els rellotges de sol han estat molt útils per a civilitzacions posteriors. Per exemple, a Roma el solàrium era un rellotge de sol que se situava en una zona cèntrica de la ciutat perquè tots els ciutadans coneguessin l'hora. Era un lloc de trobada a les ciutats llatines, com ho són ara els rellotges dels ajuntaments o els dels campanars d'algunes ciutats europees.

Si parlem de rellotges portàtils, al Museo Arqueològic de Madrid es pot contemplar una autèntica joia: el rellotge solar de Schniep, propietat del duc d'Alba. Es tracta d'un instrument científic elaborat l'any 1548 a Munic per un famós artesà i optimitzat per a la localització geogràfica de la península Ibèrica.

El canó solar d'Arquimedes

Al voltant del 214 aC la flota romana intentava conquerir per mar la ciutat grega de Siracusa. Segons la llegenda, Arquimedes va col·locar miralls en enclavaments estratègics per reflectir la llum solar i projectar-la sobre els punts inflamables dels vaixells romans.

La concentració de calor va provocar diversos incendis que van desconcertar els romans i els van sumir en un estat de paranoia, pensant que un enemic invisible els eludia. Com a conseqüència, es van veure obligats a abandonar l'atac i mantenir el setge. Aquesta estratagema per utilitzar l'energia calorífica del sol i concentrar-la mitjançant miralls ha suscitat un gran debat des de l'antiguitat.

Encara no hi ha una certesa absoluta sobre si aquest episodi de la història de l'energia solar va ser com s'explica. No obstant això, l'ús de miralls per concentrar l'energia del sol encara està present avui dia en certs tipus de plantes solars.

Els hivernacles romans

Segurament a Espanya estem més familiaritzats amb els hivernacles d'Almeria, però en la història de l'energia solar els pioners en l'ús d'aquest invent van ser els romans.

Els hivernacles aprofiten la llum solar que passa a través d'un material translúcid (vidre, plàstics) per escalfar la temperatura de l'interior. D'aquesta manera es pot elevar la temperatura interior per millorar els cultius, especialment en les èpoques fredes de l'any en què algunes plantes no podrien produir aliments.

Quan Tiberi era emperador, es van crear els primers hivernacles a l'antiga Roma. Tiberi consumia forces verdures, fonamentalment cogombres, per recomanació dels seus metges.

Per millorar el cultiu d'aquestes hortalisses, van idear uns hivernacles portàtils fets amb làmines de vidre (mica extreta de la mina, que deixava passar la llum del sol) i alabastre. Quan feia bon temps o en hores diürnes es treien els tests amb les hortalisses al sol, i a les nits o en èpoques més fredes es ficaven dins de l'estructura.

Sobre la base d'aquest principi dels hivernacles romans es van aixecar els primers hivernacles fixos a Itàlia i Espanya durant els segles XVI i XVII per cultivar les noves espècies que venien de les Índies. El primer gran hivernacle, tal com els coneixem avui dia, és la L'Orangerie, a Versalles, construïda al segle XVII per conrear taronges, un producte molt car i preuat a l'Europa de la època.

"Actualment el país amb la major superfície d'hivernacles del món és la Xina, seguit d'Espanya."

La dessalinitzadora de Wilson

Tots ens podem imaginar com n'és, de difícil, obtenir aigua al desert actualment. Imagineu-vos ara les dificultats dels pobles miners del desert d'Atacama (Xile) al segle XIX.

Els seus problemes van trobar una solució enginyosa de la mà de Charles Wilson el 1872 en una altra de les grans fites de la història de l'energia solar.

Wilson es va encarregar del disseny i la construcció d'un sistema que extreia aigua salina d'un pou de 40 metres de profunditat, que funcionava mitjançant un molí de vent. Des d'allà, conduïa l'aigua fins a un embassament, on es recollia i s'emmagatzemava a calaixos amb un fons pintat de negre i una capa de vidre.

Quan aquestes caixes es deixaven al sol, l'energia solar facilitava l'evaporació de l'aigua, que s'emmagatzemava en un recipient d'aigua potable. El vent del desert d'Atacama, a més, afavoria la condensació, ja que és fred i constant.

Les cròniques de l'època asseguren que en els mesos d'estiu s'arribaven a destil·lar al voltant de 18.000 litres d'aigua al dia.

La pila de Becquerel

El físic francès Alexandre-Edmond Becquerel és considerat el descobridor de l'efecte fotovoltaic, que implica la captació de la llum solar per convertir-la en energia. El 1838, amb només 19 anys, el jove Becquerel, fill i pare de científics notables, també va sentir la crida de la ciència.

Quan Becquerel estava estudiant les lleis de l'electròlisi de Faraday utilitzant una pila electrolítica amb elèctrodes de platí, es va adonar que el corrent elèctric produït per la pila es disparava en un dels elèctrodes en entrar en contacte amb la llum solar.

Només un any més tard, va publicar l'estudi Memòria dels efectes elèctrics produïts per la influència dels raigs solars, obrint la porta a noves formes d'aprofitar l'energia solar i millorar l'eficiència. Un gran pas en la història de l'energia solar a l'hora de fomentar la generació d'energia elèctrica.

La placa solar de Fritts

Els estudis sobre plaques solars de Fritts, publicats el 1833, marquen el naixement de l'energia fotovoltaica i l'aprofitament de la llum solar per generar electricitat sense necessitat d'utilitzar combustibles fòssils.

Només cinquanta anys després del descobriment de la pila de Becquerel, l'inventor nord-americà Charles Fritts va crear la primera cèl·lula fotovoltaica de la història. Les seves recerques, publicades a l'article Sobre una nova forma de fotocèl·lula de seleni, van donar a conèixer al món la primera manera de transformar l'energia solar en electricitat.

Fritts utilitzava una caixa de vidre amb una làmina de seleni col·locada entre dues làmines, una d'or i una de llautó. La llum que rebia provocava que els electrons es moguessin a través del seleni i el corrent elèctric sortia per un cable que Fritts havia inclòs en un extrem de la caixa.

Malgrat la gran revolució per a la història de l'energia solar i l'avenç prometedor que suposava la placa solar de Fritts, l'elevat cost dels materials i el baix aprofitament de la llum solar (un 1 %) van fer que altres energies adquirissin més rellevància a l'hora de generar electricitat.

Tanmateix, el progrés científic i tecnològic va contribuir al fet que actualment ja es puguin produir plafons solars molt més eficients, basats en els mateixos principis que la placa de Fritts.

Tots i cadascun d'aquests invents de la història de l'energia solar ens han permès avançar cap a un món més sostenible i cap a la producció d'electricitat gràcies a fonts renovables.

Avui dia cada vegada són més les persones que opten per instal·lar plaques solars a les seves llars per estalviar en la factura de la llum i sumar-se a l'autoconsum. Tarifes com Tempo Solar Autoconsum t'ajuden a reduir la factura de la llum amb un preu molt econòmic per a aquelles hores del dia en què les plaques no poden proporcionar-te l'energia que necessites.

Per a aquelles persones que no poden instal·lar plaques fotovoltaiques, també és possible consumir electricitat d'una manera molt més ecològica gràcies a les tarifes de llum d'energia verda, en què només consumeixes energia sostenible que prové de fonts renovables com l'energia solar o l'energia eòlica.