La energía solar fotovoltaica es una tecnología que convierte la luz solar en electricidad utilizando semiconductores. Cuando el sol incide en el semiconductor dentro de la celda fotovoltaica, los electrones se liberan y forman una corriente eléctrica.
La tecnología solar fotovoltaica se utiliza comúnmente en paneles solares. Las células fotovoltaicas suelen estar conectadas entre sí y montadas en un marco llamado módulo. Varios módulos pueden ser conectados para formar un arreglo, que puede ser escalado para producir la cantidad de energía necesaria.
Tipos de células fotovoltaicas
Existen varios materiales semiconductores que se utilizan para fabricar las células fotovoltaicas. El material más comúnmente utilizado es el silicio, pero también se están probando y utilizando otros materiales para aumentar la eficiencia de la conversión de la luz solar en electricidad. Algunos de estos materiales incluyen:
- Silicio monocristalino: Estas células están hechas de un solo cristal de silicio con una estructura uniforme. Tienen un rendimiento superior a otros tipos de células de silicio, pero su fabricación es más lenta y más cara.
- Silicio policristalino: Estas células están hechas de varios cristales de silicio. Aunque el proceso de fabricación es más económico que el del silicio monocristalino, su rendimiento es inferior.
- Silicio amorfo: Este tipo de silicio tiene una estructura atómica irregular y se deposita en películas delgadas sobre sustratos flexibles como vidrio, metal y plástico. Estas células tienen un rendimiento mucho menor que las de silicio cristalino, pero son más económicas.
- Telururo de Cadmio (CdTe): Estas células están hechas de una combinación de cadmio y telurio. Tienen un buen rendimiento y son más económicas de producir que las células de silicio.
- Seleniuro de Indio, Galio y Cobre (CIGS): Estas células están hechas de una combinación de indio, galio, selenio y cobre. Tienen un alto potencial de eficiencia y pueden ser fabricadas en películas delgadas.
En la actualidad, aproximadamente el 90% de las tecnologías fotovoltaicas utilizadas en el entorno se basan en alguna variación de silicio. El silicio cristalino es el material más utilizado en la fabricación de paneles solares, pero se están investigando y utilizando otros materiales para mejorar la eficiencia.
Proceso de conversión de energía de una planta solar fotovoltaica
Una planta solar fotovoltaica consta de varias etapas en el proceso de conversión de energía:
Captación de la luz solar
Los paneles solares están diseñados para captar la luz solar utilizando células fotovoltaicas. Estas células están compuestas por capas de materiales semiconductores que absorben la luz solar y generan una corriente eléctrica.
Conversión de la luz solar en electricidad
Una vez que la luz solar es captada por las células fotovoltaicas, los electrones en el material semiconductor se liberan y fluyen a través de un circuito eléctrico, generando así una corriente eléctrica continua. Esta corriente eléctrica puede ser utilizada directamente o almacenada en baterías para su uso posterior.
Acondicionamiento de la electricidad
La corriente eléctrica generada por las células fotovoltaicas es de corriente continua (CC), pero la mayoría de los dispositivos y sistemas eléctricos funcionan con corriente alterna (CA). Por lo tanto, la electricidad generada por las células fotovoltaicas debe ser acondicionada mediante inversores para convertirla en corriente alterna antes de ser utilizada.
Distribución y uso de la electricidad
Una vez que la electricidad ha sido acondicionada y convertida en corriente alterna, puede ser distribuida a través de la red eléctrica para su uso en hogares, edificios, industrias, etc. También puede ser utilizada directamente en sistemas de energía independientes, como sistemas de bombeo de agua, sistemas de iluminación, etc.
Aplicaciones de las células fotovoltaicas
Las células fotovoltaicas tienen una amplia gama de aplicaciones en la generación de energía. Algunas de las aplicaciones más comunes incluyen:
- Sistemas de iluminación y electrodomésticos en el hogar, como lavadoras, lavavajillas, refrigeradores, televisores, computadoras, etc.
- Calentamiento de agua, radiadores y calefacción por suelo radiante.
- Calentamiento de piscinas.
- Sistemas de autoconsumo fotovoltaico, donde la electricidad generada se utiliza directamente en el lugar de consumo.
- Suministro de electricidad en lugares remotos donde no llega la red eléctrica o es demasiado costosa.
- Iluminación de calles y otros sistemas urbanos, como parquímetros, semáforos, estaciones de carga de vehículos eléctricos, paradas de autobús, etc.
- Suministro de electricidad en caravanas y barcos.
- Generación de electricidad para satélites y naves espaciales.
Las células solares fotovoltaicas convierten la luz solar en electricidad utilizando semiconductores. Estas células son parte de los paneles solares, que captan la luz solar y generan una corriente eléctrica que puede ser utilizada de diversas formas. Las células fotovoltaicas están hechas de materiales semiconductores como el silicio y se utilizan en una amplia gama de aplicaciones para la generación de energía.