Energía fotovoltaica

Los paneles solares generan electricidad a partir de la luz solar, fuente de energía infinita y no contaminante. De aquí, radica su principal ventaja: puede producir corriente eléctrica sin contaminar el planeta, y reduce la dependencia de los combustibles fósiles.

La energía fotovoltaica es un tipo de energía renovable que se genera a través de la conversión de la radiación solar en electricidad. Se puede producir en grandes plantas fotovoltaicas que aportan energía a las redes de distribución eléctrica, pero también para autoconsumo a través de paneles solares.

En las últimas décadas, la producción de energía fotovoltaica ha aumentado considerablemente, sobre todo porque los paneles fotovoltaicos han mejorado en términos de eficiencia y costes.

¿Cómo funciona la energía fotovoltaica?

La energía fotovoltaica se produce a través del efecto fotoeléctrico. En él, las células fotovoltáicas de los paneles solares absorben los fotones de las partículas de luz y liberan electrones, generando electricidad. Esta electricidad se transmite mediante corriente continua hacia dispositivos de almacenamiento, como baterías; o en su lugar puede ser transformada a corriente alterna mediante un inversor para poder ser inyectada a la red eléctrica.

Esta electricidad generada por los paneles solares puede ser utilizada directamente para alimentar dispositivos eléctricos o puede ser almacenada en baterías para su uso posterior cuando no haya luz solar disponible.

Historia de la energía solar fotovoltaica

El origen del efecto fotovoltaico tuvo lugar en 1838, cuando el físico francés Alexandre Edmond Becquerel descubrió durante uno de sus experimentos con pilas electrolíticas, que la luz solar podría generar electricidad. Años más tarde, en 1883, Charles Fritts fabricó el primer panel solar en Nueva York.

Para ello, construyó una célula solar fotovoltaica utilizando selenio recubierto con una capa delgada de oro. Aunque la capacidad de este dispositivo de generar electricidad era muy baja, se trata de un hito importante, porque sirvió para demostrar que los rayos del sol se podían utilizar para generar electricidad.

Sin embargo, el uso práctico de la energía solar se produjo mucho tiempo después, cuando la tecnología fotovoltaica se utilizó en aplicaciones espaciales, como en los satélites de comunicaciones de la NASA.

Componentes de un sistema fotovoltaico

Para capturar la energía solar y convertirla en electricidad se requiere de diferentes componentes:

Paneles solares.
Inversor solar.
Controlador de carga.
Dispositivos de almacenamiento de energía.

Tipos de sistemas fotovoltaicos

Existen tres tipos de sistemas fotovoltaicos, y cada uno de ellos tiene sus propias características:

Sistema conectado a la red (on grid): este sistema de energía fotovoltaica se caracteriza por estar conectado a la red eléctrica a través de un inversor solar. En él, la energía que se produce se utiliza para cubrir el consumo propio, y el excedente se inyecta a la red eléctrica.
Sistema fotovoltaico fuera de la red (off grid): es un sistema de autoconsumo o autoabastecimiento, que se utiliza en lugares en los que el acceso a la electricidad es muy difícil o costoso. En caso de haber excedentes energéticos, estos no se estarían aprovechando, a excepción de que haya instalado un sistema de almacenamiento, como una batería, para un uso posterior.
Sistema fotovoltaico híbrido: en este sistema se combina tanto la conexión a la red eléctrica, como el almacenamiento de energía a través de baterías de respaldo.

Ventajas de la energía fotovoltaica

La energía fotovoltaica tiene ventajas para la sociedad, económicas y medioambientales.

Ventajas para el medio ambiente

Una de las principales ventajas es que la Fotovoltaica es una fuente de energía limpia y renovable al utilizar la luz solar como fuente de energía primaria, los sistemas fotovoltaicos no emiten gases de efecto invernadero ni contaminantes atmosféricos durante su operación.

Gracias a esto, se puede reducir la dependencia de los combustibles fósiles, reducir la huella de carbono y mitigar el efecto climático.

Ventajas económicas

La energía fotovoltaica tiene ventajas económicas: Los costes de producción de este tipo de energía han disminuido notablemente en los últimos años haciendo su instalación más accesible.

Asimismo, en el largo plazo, puede representar un ahorro energético importante para quienes la utilizan.

Por otro lado, la industria de la energía fotovoltaica genera empleo tanto en las fábricas productoras de los paneles como en la instalación de los mismos, estimulando el crecimiento económico del país.

Ventajas sociales

La energía fotovoltaica también aporta ventajas sociales. Una de las más importantes es que este tipo de energía se puede generar en cualquier lugar, lo que la convierte en una solución eficaz para las comunidades a donde no llegan las redes eléctricas tradicionales.

Además, como señalamos antes, la energía fotovoltaica puede contribuir a la creación de empleo y el desarrollo económico a nivel local.

Inconvenientes y desafíos de la energía solar fotovoltaica

La energía fotovoltaica también tiene desafíos e inconvenientes. El más importante de ellos tiene que ver con la disponibilidad de radiación solar, que puede verse afectada por la hora del día, la estación del año, la ubicación geográfica y las condiciones climáticas. Es decir, es una fuente de generación intermitente y no aporta firmeza al sistema eléctrico, no se puede saber con certeza la cantidad de kWh que producirá.

Por otro lado, están los costes de instalación de los sistemas fotovoltaicos, que si bien se redujeron significativamente con el paso del tiempo, siguen siendo importantes y pueden ser una barrera en muchos lugares.

Aplicaciones de la energía fotovoltaica

La energía fotovoltaica puede cubrir las necesidades de diferentes sectores como el residencial, o el industrial. Se puede utilizar para suministrar electricidad a edificios comerciales, oficinas y otros tipos de instalaciones.

Otra aplicación común tiene que ver con los sistemas agrícolas, ya que con ella se pueden alimentar los sistemas de riego, iluminación y refrigeración. Esto ayuda a reducir los costes de la energía, y promueve una producción agrícola más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

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