La energía solar fotovoltaica es una de las energías renovables que se presentan como una alternativa a las fuentes tradicionales como los combustibles fósiles..
Aquí les presentamos las claves de su funcionamiento.
El Sol, la luz solar y su incidencia sobre la Tierra.
La luz solar forma parte del espectro electromagnético, es decir, es un tipo de onda electromagnética que se desplaza por el espacio en todas direcciones, y alcanza la Tierra en un tiempo de 8 minutos. Se ha calculado que la potencia de irradiación del Sol es de 200x1012, más KW. que la potencia total de todas las centrales de cualquier tipo funcionando actualmente en la Tierra. En un solo segundo, el Sol irradia más energía que la que ha consumido en toda su historia la Humanidad.
A la hora de instalar y dar una orientación en grados a una placa solar es necesario tener en cuenta dos factores principales que se influyen mutuamente:
A la hora de instalar y dar una orientación en grados a una placa solar es necesario tener en cuenta dos factores principales que se influyen mutuamente:
- a) la latitud geográfica: la incidencia solar es mayor a medida que nos acerquemos al Ecuador, mientras que disminuye cuando nos acercamos a los Polos.
- b) la estación del año en que nos encontremos: la Tierra varía la inclinación respecto al Sol al orbitar a su alrededor en función de la estación en la que nos encontremos. Así, en verano hace más calor porque los rayos caen de forma más perpendicular y concentran más fuerza en menos superficie.
Teniendo en cuenta estos parámetros, se decide el ángulo de inclinación que se le da a la placa. Así mismo, es también necesario orientar la placa todo lo posible hacia el norte ( azimut= 0º ), para aprovechar al máximo la radiación solar.
Las placas o paneles solares
Dentro de una instalación fotovoltaica, el componente más conocido es la placa, módulo o panel solar, que usa ciertos materiales semiconductores y capta los fotones transmitidos en la luz solar para transformarlos en una corriente continua de electrones, es decir, en electricidad.
Estos materiales están dispuestos en conjuntos de células, interconectadas en serie o en paralelo y protegidas por un vidrio en la parte superior y por varias capas plásticas en la parte posterior, todo ello reforzado mediante un marco metálico. En la parte posterior se encuentran las conexiones eléctricas pertinentes.
Existen tres tipos principales de módulos, en función del material que forma las células:
Estos materiales están dispuestos en conjuntos de células, interconectadas en serie o en paralelo y protegidas por un vidrio en la parte superior y por varias capas plásticas en la parte posterior, todo ello reforzado mediante un marco metálico. En la parte posterior se encuentran las conexiones eléctricas pertinentes.
Existen tres tipos principales de módulos, en función del material que forma las células:
- a) materiales amorfos: tienen un alto grado de desorden en la estructura de los átomos. Su construcción es simple y barata.
- b) materiales policristalinos: disponen de más calidad que los anteriores, por lo que su efectividad es mayor. También son más caros.
- c) materiales monocristalinos: son los de mayor calidad, aunque en los últimos años han sido casi alcanzados por nuevas patentes de policristalinos, y en la actualidad su rendimiento es solo ligeramente superior.
La potencia pico ( medida en Watios pico: Wp. ) de un panel puede variar desde 5 hasta 210, aunque la gama más usada se limita al marco 125 – 190 Wp.
Instalación solar autónoma | Farolas solares con paneles fotovoltaicos |
Instalación de las placas
A la hora de instalar y dar una orientación en grados a una placa solar es necesario tener en cuenta dos factores principales que se influyen mutuamente:
- a) la latitud geográfica: la incidencia solar es mayor a medida que nos acerquemos al Ecuador, mientras que disminuye cuando nos acercamos a los Polos.
- b) la estación del año en que nos encontremos: la Tierra varía la inclinación respecto al Sol al orbitar a su alrededor en función de la estación en la que nos encontremos. Así, en verano hace más calor porque los rayos caen de forma más perpendicular y concentran más fuerza en menos superficie.
Teniendo en cuenta estos parámetros, se decide el ángulo de inclinación que se le da a la placa. Así mismo, es también necesario orientar la placa todo lo posible hacia el norte, para aprovechar al máximo la radiación solar.
Lógicamente, además de la adecuada orientación es necesario tener en cuenta la ausencia de edificios, árboles o montañas que puedan provocar sombras sobre las placas, ya que esto minimizaría su rendimiento.
Lógicamente, además de la adecuada orientación es necesario tener en cuenta la ausencia de edificios, árboles o montañas que puedan provocar sombras sobre las placas, ya que esto minimizaría su rendimiento.
Otros componentes de una instalación fotovoltaica
En función del uso que se le de a la instalación fotovoltaica, serán necesarios unos dispositivos u otros.
En sistemas autónomos, son imprescindibles los acumuladores, es decir, las baterías , los reguladores, los inversores –también llamados onduladores o convertidores-, de todos los cuales hablaremos con profusión en el artículo dedicado especialmente a este tipo de instalaciones.
En sistemas autónomos, son imprescindibles los acumuladores, es decir, las baterías , los reguladores, los inversores –también llamados onduladores o convertidores-, de todos los cuales hablaremos con profusión en el artículo dedicado especialmente a este tipo de instalaciones.
Producción de la electricidad
Las placas o módulos solares fotovoltaicos captan los fotones contenidos en los rayos solares, y los materiales semiconductores que los forman los transforman en una corriente continua de electrones, es decir, en electricidad. Esta electricidad es corriente continua, no apta para el uso directo en el hogar, por lo que es necesario un aparato que lo transforme en corriente alterna, llamado ondulador o inversor. Una vez disponemos ya de la electricidad en su estado óptimo, podemos usarla directamente, o bien almacenarla en los acumuladores apropiados para ello, llamados baterías.
Usos de la energía fotovoltaica
El principal uso de este recurso es la producción de electricidad en zonas rurales aisladas de la red eléctrica. Es especialmente útil en zonas que aún no disponen de una red eléctrica densa. Las necesidades básicas pueden ser cubiertas de esta manera: televisión, una herramienta indispensable para el acceso a la información en lugares de difícil acceso por carretera, ampolletas y pequeños electrodomésticos.
Instalaciones autónomas
A un nivel ya más cercano a nosotros, la electrificación de viviendas unifamiliares, refugios de montaña, electrificación rural o explotaciones agrícolas es el uso más extendido de la energía solar fotovoltaica como forma de alimentación de sistemas autónomos. Habitualmente, los altos precios requeridos para el cableado desde el lugar requerido hasta el transformador más cercano mueve a los propietarios a usar únicamente un grupo electrógeno alimentado mediante gasóleo para generar la electricidad necesaria. Una instalación fotovoltaica autónoma es, en estos casos, la mejor opción para generar electricidad y ahorrar un combustible cuyo precio está experimentando un alza imparable.
Usos híbridos
Ocasionalmente se combina un sistema fotovoltaico con la alimentación mediante otra fuente de energía renovable, especialmente en zonas montañosas donde el tiempo es más inestable y la orografía lo permite, que suele ser eólica o minihidraulica, complementándose ambas de esta forma.
Fuente: Soliclima
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