Energía Solar Fotovoltaica

¿Qué es la energía solar fotovoltaica?

Es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o bien mediante una deposición de metales sobre un sustrato denominada célula solar de película fina.

La energía solar fotovoltaica es una energía renovable que se crea tras la transformación directa de la radiación y la luz procedente del sol en electricidad.

Esta transformación es posible gracias a unos dispositivos llamados paneles fotovoltaicos, que hacen que la radiación solar incida en las células fotovoltaicas.

Historia

El efecto fotovoltaica fue reconocido por primera vez en 1839 por el físico francés Alexandre-Edmond Becquerel. Sus estudios sobre el espectro solar, magnetismo, electricidad y óptica son el pilar científico de la energía fotovoltaica.

La primera celda solar la diseña y construye en 1883 por Charles Fritts con una eficiencia del 1%, la cual utilizaba como semiconductor el selenio con una capa delgada de oro. Como su costo era alto no se utilizo para generar electricidad sino para otros fines.

La predecesora de las celdas solares que hoy se utilizan es la creada y patentada por Russell Ohl en 1946 ya que también utilizaba como semiconductor el silicio.

La energía solar para uso doméstico aparecen en 1970 en una calculadora y algunos pequeños paneles para el techo. Recién en los años 80 se van conociendo más aplicaciones de energía solar y se comienzan a utilizar en los techos de granjas y áreas rurales.

Con la mejora de la eficiencia energética de los paneles solares y la disminución del costo hacen que sean mas utilizados tanto en zonas rurales como urbanos y para actividades comerciales así como también en viviendas particulares.

Funcionamiento

El funcionamiento de la energía solar fotovoltaica está vinculado completamente a las placas solares que adornan los laterales de muchas carreteras en varios países. Cada una de estas placas cuenta con células fotovoltaicas, formadas por materiales conductores y protegidas por un cristal. La función de este vidrio es dejar pasar la radiación del sol y acumular todo el calor posible.

Estas células solares fotovoltaicas pueden estar fabricadas de varios componentes, aunque el más eficiente es el silicio. Es cierto que es el más caro, pero también el que puede alcanzar un mayor rendimiento, entorno al 20%, en comparación con otros materiales de menor calidad.

Por su parte, una vez que la radiación ha llegado a la célula solar fotovoltaica, hay que almacenarla. Para ello, ésta cuenta con un sistema de concentración que dispara el rendimiento y eleva el mismo al 30% en ocasiones. Lo hace a través de un material llamado "Multiuniones". Sin duda uno de los mayores avances en este ámbito. Con el fin de reducir los costes de fabricación.

Componentes de un Sistema de Energía Fotovoltaica

Dentro de los componentes de un sistema de energía solar el panel solar es el componente principal de todos los tipos de sistemas fotovoltaicos, además de este existen diferentes partes que se suman al sistema que varían de acuerdo a la aplicación.

• Módulo solar (panel solar) fotovoltaico
  Componente encargado de transformar la radiación solar en energía eléctrica a través del efecto fotoeléctrico. Están hechos principalmente por semiconductores (silicio), mono-cristalinos o poli-cristalinos. Los de mejor precio y mayor disponibilidad en el mercado internacional son los poli-cristalinos. Estos son caracterizados por su potencia nominal o potencia máxima que puede generar este panel en condiciones ideales (radiación de 1kW/m2 y temperatura de 25ºC).

• Regulador de carga
  Este componente del sistema administra de forma eficiente la energía hacia las baterías prolongando su vida útil, protegiendo el sistema de sobrecarga y sobre-descargas. Este componente es comercializado basado en su capacidad máxima de corriente a controlar (amperios).

• Batería (acumulador)
  La energía eléctrica de los paneles, una vez regulada va a las baterías. Estas almacenan la electricidad para poder úsala en otro momento, su comercialización es basada en la capacidad de almacenar energía y es medida en Amperios hora (Ah).

Inversor
Este componte convierte la corriente continua y bajo voltaje (12v o 24v típicamente) proveniente de las baterías o controlador en corriente alterna, de forma simplificada se puede decir que transforma la corriente continua en un toma corriente convencional. Por lo general es comercializado basado en su potencia en Watts, la cual es calculada como el voltaje por corriente (P=VI). Corresponde a la demanda máxima de (potencia) de los equipos que se van a conectar. Se puede prescindir de este componente cuando los equipos a conectar puedan ser alimentados por corriente directa. Como es el caso de algunos tipos de iluminación, motores y equipos diseñados para trabajar con energía solar.









Soportes
Este es un componente pasivo de los sistemas de energía solar. Encargado de mantener en su lugar los módulos fotovoltaicos y debe estar proyectado para soportar la intemperie de forma constante, expansiones térmicas durante un mínimo de 25 años.

Cada uno de los anteriores componentes de un sistema de energía solar usa diferentes tecnologías. Los cuales hacen a los sistemas más o menos robustos y brindan otro tipo de propiedades. El uso de cada uno de estos componentes y la tecnología a usar depende mucho de la necesidad. Que se busca cubrir y las limitantes técnicas.