¿Cómo se genera electricidad con Energía Solar Fotovoltaica?
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La Energía Solar se transforma directamente en electricidad mediante células fotovoltaicas.
Este proceso se basa en la aplicación del efecto fotovoltaico, que se produce al incidir la luz sobre unos materiales denominados semiconductores.
Se genera un flujo de electrones en el interior del material que puede ser aprovechado para obtener energía eléctrica.
Un panel fotovoltaico, también denominado módulo fotovoltaico, está constituido por varias células fotovoltaicas conectadas entre sí y alojadas en un mismo marco.
Las células fotovoltaicas, por lo general de color negro o azul oscuro, se conectan en serie, paralelo o serie-paralelo, en función de los valores de tensión e intensidad deseados, formando los módulos fotovoltaicos.
El mercado engloba una gran cantidad y variedad de módulos fotovoltaicos: grandes o pequeños; rígidos o flexibles (incluso enrollables); en forma de placa, de teja o de ventana; con marco incorporado o no; con soporte orientable mecánicamente o no (a través de sensores se pueden orientar para captar la mayor radiación solar); de distintas tonalidades (negro, azul, pardo, amarillento, etc.)...
Precisamente debido a esta gran variedad de paneles el rango de precios es muy amplio.
Las instalaciones fotovoltaicas se caracterizan por:
- Su simplicidad y fácil instalación.
- Ser modulares.
- Tener una larga duración (la vida útil de los módulos fotovoltaicos es superior a 30 años).
- No requerir apenas mantenimiento.
- Tener una elevada fiabilidad.
- No producir ningún tipo de contaminación ambiental.
- Tener un funcionamiento totalmente silencioso.
Para su caracterización, los módulos se miden en unas condiciones determinadas denominadas condiciones estándar: 1.000 W/m2 (1 kW/m2) de radiación solar y 25 ºC de temperatura de las células fotovoltaicas.
La máxima potencia generada en estas condiciones por cada módulo fotovoltaico se mide en Wp (vatios pico); a esta potencia se la denomina potencia nominal del módulo.
La energía producida por los sistemas fotovoltaicos es el resultado de multiplicar su potencia nominal por el número de horas pico, dado que no todas las horas de Sol son de la intensidad considerada como pico, es decir 1.000 W/m2.
El número de horas pico de un día concreto se obtendrá dividiendo toda la energía producida en ese día (en Wh/m2) entre 1.000 W/m2.
Aproximadamente la suma total de la energía que produce el Sol durante un día equivale en la Península Ibérica a unas 5 horas solares pico durante el verano y entre 2 y 4 durante el invierno, según la zona.
En Canarias, en zonas de buena radiación solar, la media anual puede rondar las 6 horas pico al día.
¿Con qué material se fabrican los paneles solares fotovoltaicos?
El material utilizado en la fabricación de células fotovoltaicas es el silicio, uno de los materiales más abundantes del planeta.
Tradicionalmente han coexistido tres tipos de células de silicio.
Silicio Monocristalino:
utiliza lingotes puros de silicio (los mismos que utiliza la industria de chips electrónicos). Son los más eficientes, con rendimientos superiores al 12%.
Silicio Policristalino:
se fabrica a partir de restos de silicio monocristalino. Su rendimiento es algo inferior pero su menor coste ha contribuido enormemente a aumentar su uso, cada vez más extendido.
Silicio Amorfo:
se obtiene por deposición de capas delgadas sobre vidrio. El rendimiento es bastante menor que los anteriores, por lo que su uso se limita a aplicaciones de pequeña potencia como calculadoras, relojes, etc.
Recientemente también se han desarrollado dos nuevas tecnologías a base de silicio.
· Silicio en bandas · Película de silicio
Estos tipos tienen la particularidad de ser flexibles por lo que sus aplicaciones son mucho más versátiles. Su cuota de mercado a finales de 2003 era del 4,3%.
Entre las últimas investigaciones están también las nuevas tecnologías de capa delgada, en las que el semiconductor se aplica pulverizado y no precisa ser cortado (como en las demás tecnologías);
lo que evita la pérdida de material que se produce en las operaciones de corte de la oblea (célula) abaratando mucho los costes de producción.
Esta nueva tecnología no utiliza el silicio como materia prima.
Su cuota de mercado a finales de 2003 era pequeña pero va aumentando rápidamente.
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