La energía solar fotovoltaica es aquella que se obtiene al convertir la luz solar en electricidad empleando una tecnología basada en el efecto fotoeléctrico.
Es una energía renovable, inagotable y no contaminante que puede producirse en instalaciones que van desde los pequeños generadores para autoconsumo hasta las grandes plantas fotovoltaicas. Veamos como funcionan estos enormes campos solares.
¿En qué consiste la energía fotovoltaica?
Como ya hemos dicho anteriormente la energía solar fotovoltaica es una fuente de energía renovable y limpia que utiliza la radiación solar para producir electricidad. Se basa en el llamado efecto fotoeléctrico, por el cual determinados materiales son capaces de absorber fotones (partículas lumínicas) y liberar electrones, generando una corriente eléctrica.
¿Y que hacemos para conseguir ese efecto? pues usamos un dispositivo semiconductor denominado celda o célula fotovoltaica, que puede ser de silicio monocristalino, policristalino o amorfo, o bien otros materiales semiconductores de capa fina.
- Las células fotovoltaicas de silicio monocristalino se obtienen a partir de un único cristal de silicio puro y alcanzan la máxima eficiencia, entre un 18% y un 20% de media.
- Las células fotovoltaicas de silicio policristalino se elaboran en bloque a partir de varios cristales, por lo que resultan más baratas y poseen una eficiencia media de entre el 16% y el 17,5%.
- Las células fotovoltaicas de silicio amorfo presentan una red cristalina desordenada, lo que con lleva peores prestaciones (eficiencia media de entre un 8% y un 9%) pero también un precio menor.
Sistemas de producción fotovoltaicas.
Básicamente podemos distinguir entre dos tipos de plantas fotovoltaicas: las que están conectadas a la red y las que no.
Dentro de las primeras existen, a su vez, otras dos clases:
Plantas fotovoltaicas conectadas a la red eléctrica.
Central fotovoltaica: Llega a la red eléctrica toda la energía que han producido los paneles solares.
Generador con autoconsumo: Llega a la red eléctrica una parte de la electricidad producida, la otra parte es consumida en la misma ubicación, por ejemplo, una casa. Cuando la energía fotovoltaica producida no es suficiente para el consumo propio del productor, este utiliza electricidad adicional procedente de la red.
Las instalaciones fotovoltaicas mencionadas (con conexión a la red) poseen tres componentes esenciales:
Paneles fotovoltaicos: Están compuestos por multitud de células fotovoltaicas fabricadas con un material semiconductor, generalmente silicio, e interconectadas entre sí. Son los dispositivos encargados de transformar de forma directa la radiación solar (fotones) obtenida de los rayos del sol en energía eléctrica (electrones).
Inversor: Para la utilización de la electricidad es necesario obtener corriente eléctrica alterna, por ello, los inversores son los encargados de transformar la corriente eléctrica continua obtenida directamente por los paneles en alterna.
Transformadores: Los inversores producen corriente alterna de baja tensión (380-800 V) que es necesario aumentar hasta una media tensión de hasta 36 kV, para ello se usan los transformadores.
Plantas fotovoltaicas NO conectadas a la red eléctrica.
Las plantas no conectadas a la red, que actúan de forma individual y suelen situarse en lugares alejados como refugios de montaña o explotaciones agrícolas retiradas.
En este caso suelen servir para el autoconsumo de iluminación, comunicaciones o bombeo de agua para instalaciones de riego. Estas instalaciones deben tener además dos componentes extra:
Baterías: Se utilizan para acumular la energía obtenida por los paneles solares y que no se utiliza instantáneamente para poder consumirla cuando se necesite.
Reguladores: Ejercen protección sobre la batería evitando sobrecargas y previniendo un uso ineficaz de esta.
Funcionamiento de una planta fotovoltaica.
A continuación usamos una infografía de la casa Iberdrola donde se puede ver el funcionamiento de una planta fotovoltaica.
Ventajas de la energía fotovoltaica.
La energía fotovoltaica tiene muchas ventajas pero estas son un resumen de las mismas.
- Se trata de un tipo de energía renovable, inagotable y no contaminante, por lo que contribuye al desarrollo sostenible.
- Es un sistema particularmente adecuado para zonas rurales o aisladas donde el tendido eléctrico no llega o es dificultosa o costosa su instalación, o para zonas geográficas cuya climatología permite muchas horas de sol al año.
- Es modular, por lo que se pueden construir desde enormes plantas fotovoltaicas en suelo hasta pequeños paneles para tejados.