La energía solar fotovoltaica
¿Qué es la energía solar fotovoltaica?
Antes que nada hay que conocer que es la energía solar, la cual es la que proviene de nuestra estrella en forma de fotones. Si la humanidad ha podido prosperar es sin duda gracias a esta energía, la cual ha permitido mantener una temperatura habitable en la Tierra.
Así pues, la tecnología fotovoltaica es aquella que permite convertir directamente la energía de la radiación solar en electricidad. Para ello aprovecha el comportamiento de materiales semiconductores que se excitan con la radiación solar.
Por lo tanto, la energía solar fotovoltaica es una fuente de energía renovable que va a ser una pieza clave en la transición energética.
Funcionamiento de los módulos fotovoltaicos
Voy a tratar de explicarlo lo más simple que pueda para que cualquiera sin conocimientos en esta materia pueda comprenderlo. Si te queda alguna duda házmelo saber e intentaré detallarlo en más profundidad.
Los módulos solares (coloquialmente conocidos como paneles solares) están hechos de materiales semiconductores que se excitan cuando reciben luz solar, de manera que si yo conecto un aparato eléctrico a la placa solar permito que esa energía circule a través del aparato y lo hago funcionar.
Esto se produce por las propiedades de los semiconductores, los cuales se caracterizan por comportarse como conductor o aislante en función de factores externos como la luz o la temperatura.
Las células solares
Los paneles solares están compuestos por muchas células fotovoltaicas dispuestas de diferentes formas para obtener una tensión y una corriente determinadas a la salida.
Las células solares más utilizadas en el mercado son las de silicio, el cual tiene 4 electrones en la capa de valencia. A una parte de la célula se le añade boro (3 electrones de valencia) y a la otra fósforo (5 electrones de valencia), lo que hace que al juntar ambas partes tengamos una parte con más electrones (negativa) y una parte con falta de electrones (positiva).
En la unión de ambas partes se compensan los electrones de un lado con la falta de electrones (o huecos) del otro, estabilizándose y dejando en esa unión una zona de barrera con una energía determinada.
Después se deja la cara con más electrones hacia la luz solar, la cual arranca los electrones y genera una diferencia de tensión entre ambas caras. Ya hemos obtenido así un equivalente a una pila preparada para conectar lo que sea.
Asociación de módulos solares
Cada célula generará una determinada tensión más o menos constante y una intensidad de corriente que dependerá de la radiación que esté recibiendo. Tres células en paralelo (primera imagen) generarán el triple de corriente y la misma tensión, mientras que tres células en serie (segunda imagen) harán lo contrario. Y la misma regla puede seguirse para conectar varios paneles entre sí.
Cada panel será capaz de generar una tensión y una corriente determinada en función del tamaño, el material y otras variables. El producto de estas magnitudes se conoce como potencia eléctrica, y es la característica principal que se consulta a la hora de comprar un panel y se mide en vatios (W) o en kilovatios (kW), que equivale a 1000 vatios.
La potencia del panel que nos da el catálogo es para unas condiciones de luz y temperatura determinadas, y ésta podrá ser mayor en algunos puntos del día, aunque normalmente será menor. Esta potencia eléctrica es continua, por lo que si se quiere utilizar para alimentar una casa se tendrá que convertir en potencia alterna utilizando un inversor solar.
Energía generada en fotovoltaica
La energía nos indica la cantidad de potencia que se ha generado a lo largo del tiempo y se mide en kilovatio-hora (kWh). Por ejemplo 1 kWh sería la energía necesaria para hacer funcionar un aparato de 1 kW durante una hora o un aparato de 2 kW durante media hora.
Así pues, el panel solar generará más energía en zonas que haya más horas de sol y cuando tenga una orientación mejor, ya que será capaz de generar una determinada potencia durante más tiempo.
