La energía solar fotovoltaica es una energía renovable que permite reducir la dependencia de fuentes de combustible sucias tales como la energía nuclear o la térmica, con el consiguiente beneneficio medioambiental. Otro de los beneficios, aparte de su carácter limpio, es su carácter inagotable, al contrario que otras fuentes de energía tales como el petróleo o el carbón. La utilización de energía solar fotovoltaica contribuye a reducir el consumo y la dependencia de las energías fósiles, reduciendo a su vez las emisiones de gases de su combustión y que provocan el efecto invernadero. Las energías fósiles son un recurso agotable debido a que se consumen a un ritmo muy superior al que se generan de forma natural.
El aprovechamiento de la energía solar, en cambio, se presenta como un sistema de producción de energía sostenible, ya que se consume la energía diariamente producida por el sol: los paneles fotovoltaicos producen electricidad durante el día, que se almacena y se consume posteriormente.
Muchos años de experiencia realizando instalaciones fotovoltaicas garantizan una solución económica, fiable y adecuada para cada caso; con lo que nuestras instalaciones tienen bajo mantenimiento y no presentan averías.
TIPO DE APLICACIONES EN ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Venta de electricidad fotovoltaica a la compañía eléctrica
Nuevas Energias Renovables dispone de más de ocho años de experiencia instalando energía solar fotovoltaica, lo que garantiza la calidad de nuestras instalaciones fotovoltaicas
Electrificación de viviendas aisladas de red mediante fotovoltaica
En Nuevas Energias Renovables calculamos y proyectamos las mejores instalaciones fotovoltaicas aisladas para que nunca te falte la electricidad. Todas nuestras instalaciones autónomas poseen un grupo electrógeno auxiliar que permitirá disfrutar de electricidad los días con ausencia de sol.
Energía solar fotovoltaica para bombas hidráulicas
Nuevas Energias Renovables propone aplicar la energía solar fotovoltaica para las bombas hidráulicas de riego en explotaciones agrícolas que no disponen de suministro eléctrico
Instalaciones híbridas (solar-eólica)
En ocasiones no se instala únicamente energía solar fotovoltaica o eólica, sino que se hace de forma conjunta, porque las condiciones meteorológicas que las producen son complementarias.
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
Una instalación fotovoltaica está compuesta por un grupo generador, formado por una extensión de paneles solares fotovoltaicos, un regulador de carga, un grupo acumulador y un inversor.
Durante las horas de insolación, los paneles fotovoltaicos producen energía eléctrica en forma de corriente continua que es almacenada en los acumuladores. En los momentos de consumo energético, los acumuladores suministran a los receptores esta electricidad, que es transformada en corriente alterna por el inversor.
La energía solar fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico para convertir directamente la energía de los rayos solares en electricidad. Para obtener una corriente eléctrica se ha de crear una diferencia de potencial eléctrico. Se deben usar materiales conductores ya que sus electrones tienen una actividad más elevada y permiten crear flujo eléctrico fácilmente.
Para que la célula fotovoltaica genere electricidad deberemos crear una diferencia entre la carga positiva y la negativa añadiendo a un semiconductor puro unas pequeñas dosis de átomos contaminantes, capaces de ceder o aceptar electrones.
Mediante cargas deberemos generar una corriente exponiendo la célula fotovoltaica a una radiación luminosa para aprovechar la energía de los fotones. El fotón cede energía a un electrón de la banda de valencia y lo hace pasar a la banda de conducción. Así, se provoca la ausencia de electrones, que crean cargas y establecen una corriente eléctrica. Obtendremos una diferencia de potencial uniendo dos semiconductores que contienen diferentes densidades de cargas positivas o negativas. Esto genera un campo eléctrico.
El material habitual para la fabricación de células fotovoltaicas es el silicio, uno de los materiales más abundantes en nuestro planeta, ya que se encuentra por ejemplo en la arena.
Tipos de paneles solares fotovoltaicos
Existen diferentes tipos de paneles solares fotovoltaicos:
- Monocristalinos: fabricados a base de lingotes puros de silicio. Ofrecen un máximo rendimiento.
- Policristalinos: fabricados a partir de la refundición de piezas de silicio. Son mucho menos costosos que los monocristalinos y ofrecen un rendimiento óptimo.
- Amorfo: fabricados a partir de la deposición de capas delgadas sobre vidrio. El rendimiento es menor que el silicio cristalino. Se usa para aplicaciones de pequeña potencia.
HISTORIA DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
La existencia del efecto fotovoltaico fue puesta de manifiesto por el físico Becquerel en el año 1839. Hacia 1870 el profesor W. Grylls Adams experimentó sobre el efecto de la luz sobre el selenio, comprobando que se creaba un flujo de electricidad, que denominaron “fotoeléctrica”.
En el año 1885 Charles Fritts construyó el primer módulo fotoeléctrico, demostrando la evidencia de la conversión directa de la energía de la luz en energía eléctrica. En 1921 Albert Einstein gana el Premio Nobel por sus teorías explicativas del efecto fotovoltaico. En 1953, los ejecutivos de Bell presentaron la denominada Batería Solar Bell, mostrando un panel de células fotovoltaicas que alimentaban una noria en miniatura.
En pocos años se sustituyó el selenio y se empezó a utilizar el silicio como material básico para las células.
Los primeros usos comerciales fueron para la alimentación de lugares remotos alejados de la red eléctrica. Las células fotovoltaicas tuvieron su primer gran campo de aplicación en el espacio y estas viajaron al espacio a finales de los años 60, alimentando un satélite. Se dieron cuenta que las células solares se podían aplicar en otros campos. Se instalaron detectores camuflados en la ruta Ho Chi Min alimentados por células solares fotovoltaicas.
En 1973 investigadores de Solar Power Corporation comenzaron a investigar para reducir el coste de fabricación de las células, y utilizaron silicio de rechazo, de la industria de los semiconductores. Se construye "Solar One", la primera casa donde las placas fotovoltaicas instaladas en el techo tienen doble efecto: conseguir energía eléctrica y actuar de colector solar calentado el aire bajo ellas para llevarlo a un intercambiador de calor.
Los primeros lugares donde se realizaron instalaciones fotovoltaicas fueron zonas aisladas de la red eléctrica, como en 1978 cuando se instala un sistema fotovoltaico de 3.5-kWp en una reserva india, utilizado para bombear agua y abastecer 15 casas. Después se hicieron instalaciones de todo tipo, como señalizaciones marítimas y ferroviarias, o antenas de comunicaciones. En 1983 la producción mundial de energía fotovoltaica supera los 21,3 mw, y las ventas superan crecen considerablemente. En los 90, se hicieron todo tipo de pruebas como la construcción de Ícaro, un avión alimentado por 3000 células fotovoltaicas que sobrevuela Alemania.
FUTURO DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
La energía solar está en pleno desarrollo, y con unas expectativas excepcionales, ya que las investigaciones que se realizan están aportando nuevas tecnologías a este campo.
Se han creado nuevas células fotovoltaicas con forma esférica y tamaño de 1mm de diámetro que podrían ayudar a expandir esta tecnología. Se han desarrollado nuevas tecnologías con silicio: el silicio en bandas flexibles y la película de silicio.
También se ha optado por la búsqueda de otros materiales como las células de teluro de cadmio y las de seleniuro de cobre e indio. Otro sistema de obtener una superficie fotovoltaica es pulverizando el semi-conductor en una capa muy fina. Esto economizaría mucho la instalación. Se han creado incluso células fotovoltaicas transparentes, existiendo la posibilidad de incorporarlas en grandes cristaleras y convirtiéndolas en generadores de electricidad. Así reducirían el impacto visual, al igual que las tejas solares que harían la doble función de cubrir la casa y generar energía.
Según los pronósticos, para 2016 se habrán construido inmensas huertas solares en los grandes desiertos del mundo. Se cubrirá el 10% de las demandas de energía mundiales mediante energía solar. El desarrollo de la energía solar fotovoltaica se encuentra con las barreras de carácter económico, que son las que limitan su desarrollo. En España, la situación se presenta muy favorable, ya que se dispone de recursos solares muy favorables para el desarrollo. Existe tecnología y capacidad de fabricación a nivel nacional, y apoyo del gobierno a los proyectos fotovoltaicos con subvenciones importantes, que permiten obtener grandes rendimientos a medio plazo. Según el plan de energías renovables en España, para el 2010 se espera un total de 363 Mw instalados de energía fotovoltaica. A nivel internacional, hay diferentes programas como el promovido por el Ministerio de Economía japonés, que quiere disponer de una potencia instalada de 5.000 MWp en el 2020. Más cercano, el programa fotovoltaico de la Unión Europea esllegar a 3.000 MWp en el 2010.
Uno de los avances que generará la energía solar será el de no depender de energías contaminantes y destructivas como la energía nuclear. A todo esto hay que sumarle el gran potencial para la generación de empleo.
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