Aunque en la actualidad aún dominan las energías fósiles en nuestro planeta, las renovables están haciéndose hueco en los mercados de todos los países del mundo. Las energías renovables son aquellas que no contaminan el medio, que no se agotan y que son capaces de aprovechar la energía de elementos de la tierra y alrededores, como el sol, el viento, el agua, etc. Para generar electricidad. Dado que las energías fósiles están por agotarse, las renovables son el futuro.
Hoy vamos a hablar en profundidad sobre la energía solar fotovoltaica. Esta energía es, quizás, la energía más utilizada en todo el mundo en el ámbito de las renovables. ¿Quieres conocer cómo funciona y los diferentes usos que tiene?
Definición
Antes de comenzar a describir sus usos y propiedades, vamos a aclarar qué es la energía solar fotovoltaica para aquellos que aún no conozcan bien. La energía solar es aquella que es capaz de aprovechar la energía solar procedente de las partículas de luz para producir energía que posteriormente es transformada en electricidad. Esta fuente de energía es totalmente limpia, por lo que no contamina el medioambiente ni emite gases nocivos a la atmósfera. Además, presenta la gran ventaja de ser renovable, es decir, el sol no se va a agotar (o al menos hasta dentro de unos miles de millones de años).
Para recoger la energía del sol se utiliza unos paneles solares que son capaces de captar los fotones de luz procedentes de la radiación solar y transformarlos en energía.
¿Cómo se genera la energía solar fotovoltaica?
Como se ha mencionado antes, para generar energía fotovoltaica, es necesario captar los fotones de luz que tiene la radiación solar y convertirla en electricidad para poder usarla. Esto se puede conseguir mediante el proceso de conversión fotovoltaica a través del uso de un panel solar.
La placa solar tiene como elemento crucial la célula fotovoltaica. Esto es un material semiconductor (hecho de silicio, por ejemplo) que no requiere ni partes móviles, ni de ningún combustible ni genera ruido. Cuando esta célula fotovoltaica se expone a la luz de una forma continuada, va absorbiendo la energía contenida en los fotones de luz y ayuda a generar energía, poniendo en movimiento los electrones que se encuentran atrapados por un campo eléctrico interno. Cuando esto ocurre, los electrones recogidos en la superficie de la célula fotovoltaica generan una corriente eléctrica continua.
Puesto que el voltaje de salida de células fotovoltaicas es muy bajo (tan sólo de 0,6V) se colocan formando series eléctricas y luego se encapsulan en una placa de vidrio en la parte delantera y otro material que sea resistente a la humedad en la parte posterior (dado que la gran mayoría del tiempo estará situado en la sombra).
La unión de las series de células fotovoltaicas y recubiertas con los materiales mencionados forman un módulo fotovoltaico. A este nivel ya se puede comprar el producto para cambiar en una placa solar. De acuerdo con las tecnologías y el tipo de uso que se hace de él, este módulo tiene un área de superficie de 0.1 m² (10 W) a 1 m² (100 W), valores indicativos promedio, y declina voltajes de 12 V, 24 V o 48 V dependiendo de la aplicación .
Como se ha mencionado anteriormente, mediante el proceso de conversión fotovoltaica se obtiene energía en muy bajas tensiones y en corriente continua. Esta energía no se puede utilizar para el hogar, por lo que es necesario que, posteriormente, se emplee un inversor de corriente para transformarlo en corriente alterna.
Elementos y rendimiento
Los aparatos donde se encuentran las células fotovoltaicas se denominan paneles solares. Estos paneles tienen múltiples usos. Sirven para generar energía tanto en el ámbito personal, como familiar y empresarial. Su precio en el mercado ronda los 7.000 euros. La ventaja principal de estos paneles solares es que su instalación es muy fácil y apenas requiere de mantenimiento. Tienen una vida útil de unos 25-30 años, por lo que se recupera la inversión perfectamente.
Estos paneles solares deben de instalarse en un lugar correcto. Esto es, en aquellas zonas que estén orientadas al mayor número de horas de sol al día. De esta forma podremos aprovechar al máximo la energía del sol y generar más electricidad.
El panel solar necesita de una batería que almacene la energía generada para utilizarla en aquellas horas en las que no hay luz del sol (como por ejemplo en la noche o en los días nublado o de lluvia).
En cuanto al rendimiento de una instalación solar fotovoltaica, se puede decir que depende enteramente de la orientación de los paneles solares, la colocación y la zona geográfica donde se instale. Mientras más horas de sol haya en la zona, más cantidad de energía se podrá generar. La mayoría de instalaciones solares recuperan su inversión en unos 8 años. Si la vida útil de los paneles solares es de 25 años, se amortiza y se le obtiene beneficios sobradamente.
Usos de la energía solar fotovoltaica
Sistemas fotovoltaicos conectados a la red
Uno de los principales usos de la energía solar fotovoltaica es la instalación de un sensor fotovoltaico y un inversor de corriente capaz de transformar la energía continua generada en los paneles solares en corriente alterna para introducirla en la red eléctrica.
El coste por kWh de la energía solar es más caro que otros sistemas de generación. Aunque esto se ha modificado muchísimo con el paso del tiempo. En algunos lugares donde la cantidad de horas de sol es mayor, el coste de la energía solar fotovoltaica es la más baja. Es fundamental que cuente con líneas de ayuda económica y legales para compensar los costes de producción. Al fin y al cabo, estamos ayudando a nuestro planeta a no ser contaminado y a evitar el cambio climático y la contaminación.
Otros usos de la energía solar fotovoltaica
- Iluminación. Otro uso de la energía solar fotovoltaica es la iluminación en muchas entradas de pueblos, áreas de descanso e intersecciones. Esto hace abaratar los costes de iluminación.
- Señalización. Para la señalización en las vías de tráfico se emplea este tipo de energía con cada vez más frecuencia.
- Telecomunicaciones. Esta energía se emplea en muchas ocasiones para los campo de repetidores de energía móvil, radio y televisión.
- Electrificación rural. Con la ayuda de un sistema centralizado, los pueblos más dispersos y pequeñas aldeas pueden disfrutar de la electricidad renovable.
- Granjas y ganadería. Para el consumo de energía de estos ámbitos, se emplea la energía solar fotovoltaica. Para iluminarlas, impulsar las bombas de agua y riego, para el ordeño, etc.
Como podéis ver, la energía solar fotovoltaica se emplea en numerosos ámbitos que hacen que cada vez sea más competitiva en los mercados y sea considerada el futuro de la energía.