ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

junio 15, 2018 Off By nestor

La energia solar fotovoltaica es una de las energias renovables que mas se ha dearrollado en los ultimos tiempos, es limpia,gratuita e infinita

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¿Qué es la energía solar fotovoltaica y cómo funciona?

a energía fotovoltaica es la conversión directa de la luz en electricidad a nivel atómico. Algunos materiales exhiben una propiedad conocida como el efecto fotoeléctrico que los hace absorber fotones de luz y liberar electrones. Cuando se capturan estos electrones libres, se obtiene una corriente eléctrica que se puede usar como electricidad.



Cuando comenzó la tecnología fotovoltaica, se utilizó para proporcionar electricidad a los satélites. Según APPA (Asociación Española de Productores de Energía Renovable), el desarrollo de paneles fotovoltaicos se aceleró en la década de 1950 y ahora se ha convertido en una alternativa al uso de combustibles fósiles.

¿Cómo se produce la energía solar fotovoltaica?

Energia solar fotovoltaica como funciona

Las placas fotovoltaicas formadas por células fotovoltaicas convierten la luz solar en electricidad

Una célula fotovoltaica (PV), comúnmente llamada célula solar, es un dispositivo no mecánico que convierte la luz solar directamente en electricidad. Algunas células fotovoltaicas pueden convertir la luz artificial en electricidad.

La luz viaja como partículas de luz que se llaman fotones. Cada fotón al golpear la célula puede desplazar un electrón, transfiriendo así su energía al electrón. En la práctica, esta energía transferida a los electrones se refleja en la tensión eléctrica del módulo solar y como una corriente eléctrica. 

Los módulos se acoplan secuencialmente y en paralelo para producir la potencia total requerida para el sistema solar fotovoltaico.

Los fotones llevan energía solar

La luz solar está compuesta de fotones o partículas de energía solar. Estos fotones contienen cantidades variables de energía que corresponden a las diferentes longitudes de onda del espectro solar.

Una celda PV está hecha de material semiconductor . Cuando los fotones golpean una célula fotovoltaica, pueden reflejarse en la célula, pasar a través de la célula o ser absorbidos por el material semiconductor. Solo los fotones absorbidos proporcionan energía para generar electricidad. 

Cuando el material semiconductor absorbe suficiente luz solar (energía solar), los electrones se desprenden de los átomos del material. 



El tratamiento especial de la superficie del material durante la fabricación hace que la superficie frontal de la célula sea más receptiva a los electrones desalojados o libres , de modo que los electrones migran de forma natural a la superficie de la célula

El flujo de electricidad

El movimiento de electrones, cada uno con una carga negativa, hacia la superficie frontal de la celda crea un desequilibrio de carga eléctrica entre las superficies frontal y posterior de la celda.

 Este desequilibrio, a su vez, crea un potencial de voltaje como los terminales negativos y positivos de una batería. Los conductores eléctricos en la celda absorben los electrones. 

Cuando los conductores están conectados en un circuito eléctrico a una carga externa, como una batería, la electricidad fluye en el circuito

Energia solar fotovoltaica ventajas y desventajas

Ventajas de la energia solar fotovoltaica

Ahorros financieros significativos

Una de las principales ventajas de la energía solar fotovoltaica, y uno de los principales motivadores detrás de la instalación de un sistema, es el ahorro financiero significativo que puede aportar a su hogar. 

En lugar de comprar electricidad de la red por alrededor de 24 centavos por kWh / unidad, su hogar puede ser alimentado por la electricidad solar gratuita que su sistema genera a través del sol..

Amigable con el medio ambiente

Al requerir cero combustible, la energía solar es una gran alternativa a los combustibles fósiles tradicionales.Utilizando la energía de luz libre creada por el sol, la energía solar no libera gases nocivos de efecto invernadero como el dióxido de carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2), amoníaco (NH3), partículas (PM10) y óxidos de nitrógeno (NOx), que son todos los presentes después de que el carbón ha sido quemado, y por lo tanto están asociados con las centrales eléctricas de carbón tradicionales.



Además, a diferencia de la energía nuclear, la energía solar no produce desechos radiactivos, es renovable y está disponible gratuitamente.

Protección contra el aumento de los precios de la electricidad

Se espera que los precios de la electricidad aumenten para la mayoría del país en los próximos años,pero si usted pudo acceder a la energia solar fotovoltaica no tiene por que preocuparse por estos aumentos.

La instalación de un sistema FV solar en su techo limita la cantidad de energía que tendrá que comprar a precios elevados de la red.

Accesibilidad

La energía solar estará disponible libremente durante el tiempo que exista el sol (otros 5 mil millones de años), independientemente de la ubicación o la situación socioeconómica.

Esto es particularmente importante en los países del tercer mundo donde la electricidad aún no está muy extendida, incluyendo África, donde se estima que 585 millones de personas carecen de acceso a la electricidad. Las nuevas compañías solares han comenzado a abordar este problema, proporcionando electricidad solar a cientos de miles de hogares todos los días.

Bajo mantenimiento

Gracias a que no hay piezas móviles, los sistemas solares fotovoltaicos requieren muy poco o ningún mantenimiento.

 La mayoría de los paneles solares tienen una vida garantizada de 25 años, y en este momento, todo el mantenimiento que requerirán será una limpieza de vez en cuando (aunque la lluvia generalmente hace un trabajo adecuado).

Desventajas de  la energia solar fotovoltaica

El costo es demasiado para algunos

Si bien el precio de la energía solar fotovoltaica ha alcanzado un mínimo histórico, todavía puede ser demasiado costoso para algunos propietarios.

 Afortunadamente, hay otras opciones que incluyen el financiamiento y los Contratos de Compra de Energía, también conocidos como PPA.

Con un PPA( Power Purchase Agreement) acuerdo de compra de energia, un proveedor de energía solar instalará un sistema en su techo, y en lugar de pagar por el sistema directamente, solo paga por la electricidad que produce.

Esto es típicamente mucho menos de lo que pagaría por la electricidad de la red. Al final del período acordado, la propiedad del sistema pasa a usted, el propietario.

Solar solo genera electricidad durante el día

Como tus paneles solo producen electricidad cuando brilla el sol, tu sistema no generará electricidad durante la noche. Esto deja una parte sustancial del día en la que no puede usar su sistema y debe comprar electricidad de la red.

Para combatir esto, podría invertir en un sistema de batería solar, aunque su alto precio sigue siendo una bateria solar para muchos propietarios.

¿Cómo sé si vale la pena instalar un sistema solar fotovoltaico?

Períodos de amortización de los sistemas solares fotovoltaicos

Para garantizar que la inversión en un sistema FV solar sea una decisión fiscalmente sólida, una de las cosas que deberá tener en cuenta es el período de amortización de su sistema. Esto significa la cantidad de tiempo que tomará hasta que el ahorro que genere su sistema sea igual al costo inicial del sistema.

Para determinar el período de recuperación de su sistema, visite nuestra práctica Calculadora de Ahorro Solar.

Uso de su hogar

Si nadie en su hogar está en casa durante el día, la energía solar probablemente no sea la mejor opción para su hogar, ya que nadie estará allí para utilizar la electricidad gratuita de su sistema. 

Sin embargo, si su hogar tiene un padre que se queda en casa, o si trabaja desde su casa, está retirado o está dispuesto a adaptar su uso de energía y aparatos de tiempo (lavadora, lavavajillas, etc.) para operar durante el día, solar es muy probable que encaje bien.

Sin embargo, como cada hogar es diferente, la mejor forma de determinar si la energía solar es adecuada para su estilo de vida es obtener presupuestos personalizados de diferentes proveedores solares locales, que puede obtener haciendo clic aquí.

En nuestra opinión, los beneficios de instalar energía solar superan a los negativos, y con 1.5 millones de hogares en Australia que ya tienen instalada la energía solar, muchos propietarios están de acuerdo.

La eficiencia de los sistemas fotovoltaicos varía según el tipo de tecnología fotovoltaica

La eficiencia con la que las células fotovoltaicas convierten la luz solar en electricidad varía según el tipo de material semiconductor y la tecnología de células fotovoltaicas.

 La eficiencia de la mayoría de las placas solares fotovoltaicas disponibles comercialmente oscila entre el 5% y el 15%. Investigadores de todo el mundo están tratando de lograr mayores eficiencias.

Cómo funcionan los sistemas fotovoltaicos

energia solar fotovoltaica

La célula fotovoltaica es el componente básico de un sistema fotovoltaico. Las celdas individuales pueden variar en tamaño de aproximadamente 0.5 pulgadas a aproximadamente 4 pulgadas de ancho. Sin embargo, una celda solo produce 1 o 2 vatios, que es solo suficiente electricidad para pequeños usos.

Las células fotovoltaicas están conectadas eléctricamente en un módulo o panel fotovoltaico empaquetado y resistente a la intemperie. Los módulos fotovoltaicos varían en tamaño y en la cantidad de electricidad que pueden producir.

 La capacidad de generación de electricidad del módulo fotovoltaico aumenta con el número de celdas en el módulo o en el área de superficie del módulo. Los módulos fotovoltaicos se pueden conectar en grupos para formar una matriz FV.

 Una matriz FV puede estar compuesta por dos o cientos de módulos fotovoltaicos. La cantidad de módulos fotovoltaicos conectados en una matriz fotovoltaica determina la cantidad total de electricidad que la matriz puede generar.

Las células fotovoltaicas generan electricidad de corriente continua (CC). Esta electricidad de CC se puede usar para cargar baterías que, a su vez, alimentan dispositivos que usan electricidad de corriente continua. Casi toda la electricidad se suministra como corriente alterna (CA) en los sistemas de transmisión y distribución de electricidad. Los dispositivos llamados inversores se utilizan en módulos fotovoltaicos o en matrices para convertir la electricidad de CC en electricidad de CA.

Las células fotovoltaicas y los módulos producirán la mayor cantidad de electricidad cuando estén directamente orientados al sol. Los módulos y matrices fotovoltaicos pueden usar sistemas de seguimiento que muevan los módulos para hacer frente constantemente al sol, pero estos sistemas son caros. 

La mayoría de los sistemas fotovoltaicos tienen módulos en una posición fija con los módulos orientados directamente al sur (en el hemisferio norte, directamente al norte en el hemisferio sur) y en un ángulo que optimiza el rendimiento físico y económico del sistema

Aplicaciones de sistemas fotovoltaicos

Los sistemas fotovoltaicos más pequeños kit solar, calculadoras de potencia y relojes de pulsera. 

Los sistemas más grandes pueden proporcionar electricidad para bombear agua, alimentar equipos de comunicaciones, suministrar electricidad para una sola casa o negocio, o formar grandes matrices que suministran electricidad a miles de consumidores de electricidad.

Algunas ventajas de los sistemas fotovoltaicos son

  • Los sistemas fotovoltaicos pueden suministrar electricidad en lugares donde los sistemas de distribución de electricidad (líneas eléctricas) no existen, y también pueden suministrar electricidad a una red eléctrica.
  • Las matrices PV se pueden instalar rápidamente y pueden ser de cualquier tamaño.
  • El impacto ambiental de los sistemas fotovoltaicos es mínimo

Mas informaciòn sore la energia solar fotovoltaica

Energia fotovoltaica: Historia 

La primera célula PV práctica fue desarrollada en 1954 por los investigadores de Bell Telephone. A partir de finales de la década de 1950, las células fotovoltaicas se utilizaron para alimentar los satélites espaciales de EE. UU. 



Luego, fueron ampliamente utilizados para pequeños productos electrónicos de consumo como calculadoras y relojes. A fines de la década de 1970, los paneles fotovoltaicos proporcionaban electricidad en ubicaciones remotas o fuera de la redque no tenían líneas de energía eléctrica. 

Desde 2004, la mayoría de los paneles solares fotovoltaicos instalados en los Estados Unidos han estado en sistemas conectados a la red en hogares, edificios y centros de energía de la estación central.

 Los avances tecnológicos, los menores costos de los sistemas fotovoltaicos y diversos incentivos financieros y políticas gubernamentales han ayudado a expandir en gran medida el uso de la energía fotovoltaica desde mediados de los años noventa. 

Cientos de miles de sistemas fotovoltaicos conectados a la red ahora están instalados en los Estados Unidos.

La Administración de Información Energética de EE. UU. (EIA) calcula que en 2017 se generaron casi 50 mil millones de kilovatios-hora (kWh) de electricidad en plantas de energía fotovoltaica a escala de servicios públicos.

Las plantas de energía a escala de servicios tienen al menos 1,000 kilovatios (o un megavatio) de capacidad de generación de electricidad. . La EIA estima que se generaron 24 mil millones de kWh mediante sistemas fotovoltaicos conectados a la red a pequeña escala en 2018