¿Como se Lleva Acabo la Energía Solar Fotovoltaica?

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La energía solar fotovoltaica se crea convirtiendo la luz solar en electricidad mediante una tecnología basada en el efecto fotoeléctrico. Es un tipo de energía renovable y no contaminante que puede producirse en diversos entornos, desde modestos generadores de autoconsumo hasta grandes plantas solares. ¿Quieres seguir conociendo cómo funciona la energía solar fotovoltaica? Continua con nosotros.


El efecto fotovoltaico, un fenómeno investigado en física, fotoquímica y electroquímica, se utiliza para convertir la luz en energía mediante materiales semiconductores que presentan el efecto fotovoltaico. En el ámbito comercial, el efecto fotovoltaico se utiliza para generar energía y como fotosensores.


Las tecnologías solares convierten la luz del sol en energía eléctrica mediante paneles fotovoltaicos o concentrando la radiación solar con espejos. Esta energía puede convertirse en electricidad o almacenarse en baterías o acumuladores térmicos.


Contenido


¿Qué es la Energía Solar Fotovoltaica y Cómo Funciona?

Un sistema fotovoltaico emplea módulos solares, cada uno de ellos compuesto por un número de células solares, que generan energía eléctrica. Las instalaciones fotovoltaicas pueden estar montadas en el suelo, en la azotea, en la pared o ser flotantes. El montaje puede ser fijo o utilizar un seguidor solar para seguir al sol por el cielo.


Las Células Solares Producen Energía en Tres Pasos

Una célula solar fotovoltaica funciona en tres pasos fundamentales:

  1. Se absorbe la luz y se desprenden los electrones.
  2. Los electrones sueltos fluyen, creando una corriente.
  3. Esta corriente se capta y se transfiere a los cables.

El efecto fotovoltaico es un proceso complicado, pero estos tres pasos son la forma básica en que la energía del sol se convierte en electricidad utilizable por las células solares de los paneles solares.


La energía solar se convierte en energía eléctrica mediante materiales y tecnologías fotovoltaicas. El término "célula" se refiere a un único dispositivo fotovoltaico. Una sola célula fotovoltaica suele ser minúscula y produce alrededor de 1 o 2 watios de potencia. Estas células suelen tener un grosor inferior a cuatro cabellos humanos y están construidas con diversos materiales semiconductores.


Las células fotovoltaicas se unen en cadenas para formar unidades más grandes conocidas como módulos o paneles para maximizar su producción de energía. Se pueden utilizar módulos individuales o se pueden unir muchos módulos para construir matrices. Como parte de un sistema completo, uno o más conjuntos se conectan posteriormente a la red.


Los sistemas pueden crearse para satisfacer prácticamente cualquier necesidad de energía eléctrica, grande o pequeña, gracias a este marco modular.

 

Los sistemas también contienen estructuras de montaje que orientan los paneles hacia el sol, así como componentes que convierten la electricidad de corriente continua generada por los módulos en la electricidad de corriente alterna que alimenta todos los equipos de la casa.


California cuenta con los mayores sistemas del país, que generan electricidad para que las empresas de servicios públicos la entreguen a sus clientes. La central Solar Star genera 579 megavatios, mientras que la huerta solar Topas y la huerta solar Desert Sunlight generan 550 megavatios cada una.


Tipos de Energía Solar Fotovoltaica

Existen dos tipos básicos de tecnología fotovoltaica, además del silicio cristalino:

La energía fotovoltaica de capa fina representa un segmento minúsculo, pero en rápido crecimiento, del sector de la energía solar comercial. Muchas empresas de capa fina son start-ups que experimentan con la nueva tecnología. Suelen ser menos eficientes que los módulos de c-Si, pero a menudo son más baratos.


El suroeste desértico de Estados Unidos alberga la mayoría de las instalaciones solares de concentración. Utilizan lentes y espejos para reflejar la energía solar concentrada en células de alta eficiencia. Requieren una luz solar intensa y dispositivos de seguimiento para ser más eficaces.


La energía fotovoltaica integrada en el edificio funciona como capa exterior de la estructura, al tiempo que genera electricidad para su uso in situ o para la exportación a la red. Los sistemas BIPV pueden ahorrar dinero en materiales y electricidad, reducir la contaminación y mejorar el atractivo estético de un edificio.


Historia de la Energía Solar Fotovoltaica

Alexandre Edmond Becquerel descubrió el efecto fotovoltaico en 1839, y fue objeto de investigación científica hasta principios del siglo XX. 


Las células solares se utilizaron por primera vez en diversas aplicaciones científicas y comerciales a pequeña escala en 1954, cuando los Laboratorios Bell de Estados Unidos presentaron el primer dispositivo solar fotovoltaico que producía una cantidad utilizable de electricidad. En 1958, las células solares ya se utilizaban en diversas aplicaciones científicas y comerciales a pequeña escala.


Con la crisis energética de los años setenta se inició un gran interés por el uso de células solares para producir electricidad en hogares y empresas, pero los precios prohibitivos (casi 30 veces superiores a los actuales) hacían inviables las aplicaciones a gran escala.


Los dispositivos fotovoltaicos se hicieron más viables gracias a las innovaciones e investigaciones posteriores de la industria, y se inició un ciclo de crecimiento de la producción y reducción de los costes que continúa hasta hoy.


La Energía Solar y la Modernidad

A medida que la industria ha impulsado la fabricación y perfeccionado la tecnología de la energis solar con nuevos materiales, el coste de la energía fotovoltaica se ha reducido considerablemente. 


Gracias a la mayor experiencia y formación de los instaladores, los precios de la instalación también han disminuido. Estados Unidos es el tercer mercado mundial de instalaciones fotovoltaicas, y está en rápida expansión.


La mayoría de las células solares actuales están construidas con silicio cristalino o semiconductores de capa fina. Las células de silicio convierten la luz solar en electricidad de forma más eficiente, pero son más caras de producir.


Los materiales de capa fina tienen una menor eficiencia, pero son más fáciles y menos costosos de fabricar. Las células multifunción o en tándem son un tipo de célula solar que se utiliza en aplicaciones que requieren un peso muy bajo y una alta eficiencia, como las naves espaciales y las aplicaciones militares. 


En la actualidad, los sistemas fotovoltaicos de todas las variedades se utilizan ampliamente en una gran variedad de aplicaciones. Hoy en día, existen miles de modelos de paneles solares de cientos de empresas diferentes.


Ventajas y Desventajas Del Uso de la Energía Solar

Ventajas:

  • Como la energía solar puede instalarse cerca o en el lugar de la instalación, no es necesario abrir zanjas.
  • La energía solar no es contaminante y no emite gases de efecto invernadero tras su instalación.
  • Los paneles solares duran casi 30 años y apenas requieren mantenimiento.
  • Crea puestos de trabajo al emplear a fabricantes de paneles solares, instaladores y otras empresas relacionadas, lo que beneficia a la economía.
  • Corriente eléctrica más segura que la corriente eléctrica estándar.
  • Como la eficiencia mejora con el tiempo, el mismo tamaño de panel solar que se ofrece hoy será más eficiente mañana.
  • La estética está mejorando, haciendo que los paneles solares sean más adaptables que las versiones anteriores; por ejemplo, la impresión, la flexibilidad, las tejas solares, etc.
  • El exceso de energía puede venderse a la compañía eléctrica si está interconectada a la red.
  • Posibilidad de vivir fuera de la red si toda la energía generada es suficiente para la casa o la estructura.
  • Puede colocarse en casi cualquier lugar, desde un campo hasta un edificio.
  • Utiliza baterías para almacenar energía extra para usarla por la noche.
  • La energía solar puede utilizarse para calentar el agua, alimentar los edificios e incluso conducir los coches.
  • Se reduce la dependencia del petróleo y los combustibles fósiles extranjeros.
  • Incluso en los días nublados proporcionan algo de energía limpia renovable que está disponible todos los días del año.
  • A diferencia de lo que ocurre con el pago de los costes de la electricidad, hay un retorno de la inversión.

Desventajas:

  • Los costes de material e instalación son elevados al principio, con un largo retorno de la inversión (sin embargo, con la reducción del coste de la energía solar en los últimos 10 años, la energía solar es cada día más rentable).
  • Algunas personas creen que son poco atractivas.
  • El tamaño de los paneles solares varía en función de la ubicación geográfica para la misma cantidad de generación de energía.
  • Como la eficiencia aún no está al 100%, necesita una gran cantidad de espacio.
  • Como no hay energía solar por la noche, se necesita un gran banco de baterías.
  • Los dispositivos que funcionan directamente con corriente continua son más caros.
  • Debido a la falta de materiales y tecnología que permitan la producción en masa de paneles solares a un coste reducido, no están ampliamente disponibles (esto está empezando a cambiar).

usos y aplicaciones de la energía solar

Cada día llega al planeta más energía solar de la que la población mundial actual puede utilizar en un año. Sigamos trabajando juntos para aprovechar esta inmensa energía y darle un buen uso. Será interesante ver en qué punto se encuentra la industria solar en los próximos años, con la mejora de la eficiencia, la caída de los precios cada día y la prueba de nuevas tecnologías

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