Segunda mitad del SXVIII y SXIX

Un hecho fundamental en la historia de la energía solar térmica la protagonizó en naturalista Suizo Horace de Saussure en 1767 cuando inventó lo que él denomino “caja caliente”. Saussure era conocedor del efecto invernadero que se produce en todo espacio cerrado que cuenta con una apertura acristalada por donde entra la radiación solar y decidió potenciar al máximo el efecto para comprobar hasta que temperaturas se lograba alcanzar. Para ello dispuso una caja acristalada con el interior pintado de negro. Todas las caras, excepto la acristalada, contaban con una capa de aislante que retenía el calor producido en su interior. El resultado fue que con su caja caliente logró alcanzar temperaturas de hasta 109 ºC.

Horacio de Saussure había inventado el colector solar que tendrá una determinante repercusión en el desarrollo de la energía solar térmica de baja temperatura. A partir de su invento surgirán todos los desarrollos posteriores de calentadores solares de agua de placa plana que se han proporcionado agua caliente a millones de personas en el mundo.

Sin embargo, este invento no solo supuso el origen con el tiempo de los sistemas de calentamiento de agua y aire a baja temperatura, sino que también dio pie al nacimiento de los hornos solares. En definitiva los hornos solares no son mas que colectores solares o más propiamente dicho “cajas calientes” con muy ligeras adaptaciones para permitir la cocción de alimentos. Así, aunque Saussure ya había cocinado algunas frutas, varias décadas después del invento del naturista suizo, en 1830, Sir John Herschel, reputado astrónomo inglés, fabricó una caja caliente durante su estancia en el Cabo de Buena Esperanza en Sudáfrica. Al observar las altas temperaturas que se alcanzaban en su interior que superaban el punto de ebullición decidió probar a colocar huevos, carne y comida diversa y comprobó que todo quedaba perfectamente cocinado una vez había transcurrido el tiempo necesario.

Por su parte la tecnología de la concentración solar seguía también avanzando en esta época. Así Lavoisier el gran químico francés, creo en 1792 su “horno solar” consistente en dos potentes lentes que concentraban la radiación solar en un foco y que permitía alcanzaban altas temperaturas con la que fundir metales.

Horno solar de Lavoisier

En 1874 el inglés Charles Wilson diseño y dirigió una instalación para la destilación del agua marina en el desierto de Atacama (Chile) para la Salitrera Lastenia Salinas. Esta central era capaz de proporcionar un promedio de 22 500 litros de agua diarios y estuvo en funcionamiento hasta el año 1907. Esta instalación contaba con una superficie de captación superior a los 4000 metros cuadrados. Se trata esta de la primera central conocida de estas características en el mundo

central de destilación solar en el desierto de Atacama

Otro personaje importante en el desarrollo de la energía solar térmica fue el ingeniero francés Auguste Mouchot con sus modelos de concentradores solares. Ya en 1861 aportó un nuevo modelo de cocina solar. Este consistía en un depósito negro recubierto de vidrio el cual era expuesto al sol. Para concentrar más la radiación solar, un espejo cilindroparabólico reflejaba la radiación solar hacia el lado del cilindro no expuesto al sol. De esta forma en el interior del recipiente negro se alcanzaban altas temperaturas con las que cocinar.

Cocina solar de Mouchot

Sin embargo el gran invento de Mouchot, tras años de investigación con las aplicaciones industriales de la radiación solar, fue la máquina de vapor alimentada por energía solar. Mouchet no creía que el carbón pudiera sostener en un futuro el vigoroso desarrollo industrial de la época, por ello decidió investigar las aplicaciones industriales de la energía solar, la cual comprendía que era más barata y abundante.

La máquina de vapor alimentada por energía solar de Mouchot consistía en un gran receptor parabólico recubierto de espejos que concentraban la radiación del sol en un solo punto. El calor generado activaba un motor de vapor.

Debido al éxito de un invento en 1877 Mouchot obtuvo el encargo de instalar varias turbinas de este tipo en la Argelia francesa, lugar de abundante sol

También Mouchot fue comisionado por el gobierno francés para la creación de una gran turbina alimentada por energía solar para la exposición internacional de París de 1878. Con ella obtuvo medalla de oro cuando mostró algo tan sorprendente como que podía obtener hielo a partir del calor concentrado del sol.

Turbina alimentada por energía solar de Mouchot expuesta en la exposición internacional de Paris de 1878

Por su parte Abel Pifre, que durante algunos años fue pupilo de Mouchet, inventó la primera imprenta accionada con energía solar. La técnica de captación es muy semejante a la de los trabajos que realizó con su maestro, resultando novedosa la aplicación que se hace de ella.

Imprenta accionada con energía solar de Abel Pifre

Lamentablemente estos exitosos inventos no tuvieron el apoyo debido ni apenas continuidad debido a que la extracción del carbón se perfeccionó y abarató y con ello esta fuente de energía solar pasó a ser considerada como cara y abandonada para fines industriales.

A lo largo del S XIX, para el calentamiento del agua de baño y como alternativa a los costosos y a veces peligrosos calentadores de gas o carbón, surgió la idea en Estados Unidos de dejar contenedores pintados de negro expuestos al sol para que se calentasen. Sin embargo para obtener agua caliente suficiente se requería de días muy soleados y en cuanto llegaba la noche el agua se enfriaba muy rápidamente.

El siguiente paso en la evolución, y desde el punto de vista comercial la primera patente de invento para calentar agua con el sol de una manera más eficaz, se dio en 1891 cuando Clarence Kemp saco al mercado en Estados Unidos el calentador de agua “Climax”. Este método combinaba el modelo de los tanques expuestos al sol con el principio de la caja caliente. Así se conseguía mas agua caliente, a mayores temperaturas y que se conservara por más tiempo. Este sistema alcanzó una notable expansión en las regiones soleadas de Estados Unidos.