Al llarg de la història, l'energia solar sempre ha estat present a la vida del planeta. Aquesta font denergia sempre ha estat imprescindible per al desenvolupament de la vida. Al llarg del temps, la humanitat cada cop ha anat millorant les estratègies per al seu aprofitament.
El Sol és indispensable per a l'existència de vida al planeta: és el responsable del cicle de l'aigua, la fotosíntesi, etc. Ja les primeres civilitzacions se'n van adonar i, a mesura que les civilitzacions han anat evolucionant, també han evolucionat les tècniques per aprofitar-ne l'energia.
Al principi, van ser tècniques per aprofitar l'energia solar passiva. Més endavant, es van desenvolupar tècniques per aprofitar l'energia solar tèrmica dels raigs solars. Posteriorment s'hi va afegir l'energia solar fotovoltaica per obtenir energia elèctrica.
Importància del Sol per a les antigues civilitzacions
El Sol sempre ha estat un element essencial per al desenvolupament de la vida. Les cultures més primitives s'han anat aprofitant indirectament i sense tenir-ne consciència.
Exemples d'aquestes civilitzacions els trobaríem a Grècia, Egipte, Imperi Inca, Mesopotàmia, Imperi Asteca, etc.
Introducció de l'ús de l'energia solar passiva
Els grecs van ser els primers a utilitzar l' energia solar passiva de manera conscient.
Aproximadament, des de l'any 400 abans de Crist, els grecs ja van començar a fer casa seva tenint en compte els raigs solars. Aquests van ser els inicis de larquitectura bioclimàtica.
Durant l'Imperi Romà es va començar a utilitzar per primera vegada vidre a les finestres per aprofitar la llum i atrapar la calor solar als habitatges. Fins i tot van promulgar lleis que penaven bloquejar l'accés a la llum als veïns.
Els romans van ser els primers a construir cases de vidre o hivernacles Aquestes construccions permeten crear condicions adequades per al creixement de plantes exòtiques o llavors que portaven de lluny. Aquestes construccions es continuen utilitzant actualment.
Una altra forma d'aprofitament solar la va desenvolupar inicialment Arquimedes. Entre els seus invents militars va desenvolupar un sistema per calar foc als vaixells de les flotes enemigues utilitzant miralls per concentrar la radiació solar en un punt.
Aquesta tècnica va continuar perfeccionant-se. Lavoisier, va crear el 1792 el seu “forn solar” consistent en dues potents lents que concentraven la radiació solar en un focus. La concentració de radiació solar permetia assolir altes temperatures amb què fondre metalls.
El 1874 l'anglès Charles Wilson va dissenyar i va dirigir una instal·lació per a la destil·lació de l'aigua marina al desert d'Atacama (Xile) per a la Salitrera Lastenia Salinas. Aquesta central solar tenia la capacitat de dessalinitzar una mitjana de 22.500 litres d'aigua diaris.
Els primers col·lectors solars: l'energia solar tèrmica
L'energia solar tèrmica té un lloc en la història de l'energia solar a partir de l'any 1767. Aquest any el científic suís Horace Bénédict De Saussure va inventar l'heliotermòmetre, un instrument amb què es podria mesurar la radiació solar. El desenvolupament posterior del seu invent va donar lloc als instruments actuals per mesurar la radiació solar.
El 1865, l'inventor francès Auguste Mouchout va crear la primera màquina que convertia l'energia solar en energia mecànica. El mecanisme es tractava de generar vapor mitjançant un col·lector solar i moure un motor mitjançant la seva pressió. Malauradament, els elevats costos van impedir que el seu invent tingués un ús comercial.
Mouchout va ser un personatge important per a la societat francesa. A més de crear la primera màquina de vapor solar va idear altres invents. Mouchout va inventar una cuina solar que consistia en un dipòsit negre recobert de vidre exposat al Sol. Pel costat del dipòsit que no estava exposat al Sol, situava un mirall cilíndric parabòlic per reflectir la radiació solar.
Fins i tot es va arribar a inventar una impremta accionada mitjançant energia solar. Un invent que va ser ideat per Abel Pifre.
Les primeres cèl·lules fotovoltaiques
El 1838 apareix l'energia solar fotovoltaica a la història de l'energia solar.
El 1838 el físic francès Alexandre Edmond Becquerel va descobrir per primera vegada l'efecte fotovoltaic. Becquerel estava experimentant amb una pila electrolítica amb elèctrodes de platí i es va adonar que en exposar-la al Sol pujava el corrent elèctric.
El pas següent es va fer el 1873. L'enginyer elèctric anglès Willoughby Smith va descobrir l'efecte fotoelèctric en sòlids. En aquest cas sobre el Seleni.
Pocs anys més tard, el 1877, L'anglès William Grylls Adams professor de Filosofia Natural a la King College de Londres, juntament amb el seu alumne Richard Evans Day, van descobrir que quan exposaven seleni a la llum generava electricitat. D'aquesta manera, van crear la primera cèl·lula fotovoltaica de seleni.
El 1953, Calvin Fuller, Gerald Pearson, i Daryl Chapin, van descobrir la cèl·lula solar de silici. Aquesta cèl·lula produïa prou electricitat i era prou eficient per fer funcionar petits dispositius elèctrics.
Les plaques fotovoltaiques disponibles comercialment no van aparèixer fins al 1956. Aleshores, el cost encara era molt elevat per a la major part de la gent. En arribar al 1970 aproximadament, el preu dels panells solars fotovoltaics va baixar gairebé un 80%.
Les cèl·lules solars es van utilitzar als satèl·lits dels EUA i soviètics llançats a partir de finals dels 50.
Abandonament temporal de l'ús de l'energia solar
Amb l'aparició dels combustibles fòssils, l'energia solar va perdre importància. La tecnologia solar es va veure perjudicada pel baix cost del carbó i el petroli i la utilització d'energies no renovables.
El creixement de la indústria solar va ser alt fins a mitjans dels 50's. En aquest moment el cost dextracció dels combustibles fòssils com el gas natural i el carbó era molt baix. Per això l'ús de l'energia fòssil va passar a tenir una gran importància com a font energètica i per generar calor. Es va considerar llavors, l'energia solar com a cara i es va abandonar per a fins industrials.
El ressorgiment de lenergia solar
Durant aquells anys el preu dels combustibles fòssils va pujar. Aquest augment va portar a un ressorgiment en lús de lenergia solar per escalfar llars i aigua, així com en la generació delectricitat. Les plaques fotovoltaiques són especialment útils per als habitatges sense connexió a xarxa.
A més a més del preu, en el cas dels escalfadors d'aigua de gas i carbó de les llars, resultaven perillosos ja que una mala combustió podia generar gasos tòxics, monòxid de carboni.
El primer escalfador solar d'aigua calenta sanitària va ser patentat el 1891 per Clarence Kemp.
En aquest sentit, Charles Greeley Abbott el 1936 va inventar l'escalfador solar d'aigua. El seu invent es va fer popular per aquest temps a Florida, Califòrnia i altres llocs dels EUA.
La Guerra del Golf del 1990 va augmentar encara més l'interès en l'energia solar com una alternativa viable del petroli.
Molts països han decidit potenciar aquest recurs renovable per mitjà del decret llei per fomentar-ne l'ús. En gran part per intentar revertir els problemes mediambientals derivats del canvi climàtic.
Invents destacats per data i inventor
Aquí tens alguns invents destacats a la història de l'energia solar, amb les seves dates i inventors:
Segle XIX: Els primers avenços
- 1839 – Efecte fotovoltaic (Alexandre Edmond Becquerel): Va descobrir que certs materials generen corrent elèctric quan s'exposen a la llum.
- 1866 – Primer motor solar (Auguste Mouchout) : Va crear un motor de vapor que funcionava amb energia solar, un dels primers dispositius pràctics.
- 1883 – Primera cèl·lula solar de seleni (Charles Fritts) : Va construir la primera cèl·lula fotovoltaica funcional, encara que amb una eficiència de només un 1%.
Segle XX: Desenvolupament de l'energia solar moderna
- 1905 - Explicació de l'efecte fotoelèctric (Albert Einstein): El seu treball sobre la naturalesa de la llum i l'efecte fotoelèctric va establir les bases per al desenvolupament de les cèl·lules solars modernes (Premi Nobel el 1921).
- 1954: Primera cèl·lula solar de silici (Bell Labs: Daryl Chapin, Calvin Fuller i Gerald Pearson) : Van crear la primera cèl·lula fotovoltaica de silici amb una eficiència del 6%, marcant l'inici de l'energia solar comercial.
- 1958 - Ús espacial de l'energia solar (NASA, satèl·lit Vanguard I): Primer satèl·lit alimentat per panells solars, fet que va demostrar la viabilitat de l'energia solar a l'espai.
Segle XXI: Innovacions recents
- 1994 - Primera cèl·lula solar amb més del 30% d'eficiència (NREL, EUA): Es va aconseguir una eficiència rècord amb cèl·lules de múltiples unions.
- 2016 – Panells solars flexibles i ultraprims (MIT i altres institucions) : Avanços en materials permeten la integració de cèl·lules solars en més superfícies.