Energía Fotovoltaica

Las energías renovables son las energías del futuro. Cada vez en el mundo hay más población y es por eso que el consumo energético se desata, consumiendo buena parte de los recursos del planeta. El problema de todo esto, reside en que no llegamos a regenerar los recursos al mismo tiempo que los consumimos. Por tanto,en el día de mañana, podemos llegar a tener serios problemas si no utilizamos energías alternativas. En este sentido, es importante utilizar fuentes renovables cuyo uso sea ilimitado. La energía fotovoltaica es una de las que más éxito tienen por lo que vamos a conocerla un poquito más al detalle.

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¿Qué es y en qué consiste la energía fotovoltaica?

energia fotovoltaica solarLa energía fotovoltaica supone la transformación directa de la radiación procedente de los rayos solares en energía eléctrica. Para llevar a cabo esta transformación, es necesario contar con unos paneles solares, que es la instalación principal en donde se produce el cambio. El funcionamiento es sencillo. Básicamente, debido a la radiación solar, los electrones del dispositivo son activados, por lo que se consigue una pequeña diferencia de potencial que llega a través de un dispositivo semiconductor, con lo que se consigue la energía. Una vez tenemos esto, necesitamos acondicionar y transformar la corriente generada para su vertido en la red o su uso en nuestra vivienda.

 

¿Cómo funciona la energía solar fotovoltaica?

Para entender como funciona la energía fotovoltaica, hace falta entender el efecto fotovoltaico. Este efecto, se produce en el momento en el cual un fotón (partícula de luz) impacta contra un electrón. Este electrón es el que se encuentra en la última órbita de un átomo de silicio.

Si la energía que obtiene el electrón supera a la fuerza de atracción con la que cuenta el núcleo, este se saldrá de su órbita y se liberará del átomo. Así, podrá viajar a través del material. En este caso, el silicio habrá servido de conductor, consiguiendo dirigir esta energía. El espacio que ha dejado atrás el electrón liberado será ocupado más adelante por otro átomo. Todo este proceso, irá derivando en una serie de movimientos que será lo que produzca las conocidas cargas eléctricas.

Generador fotovoltaico

generador fotovoltaicoUn generador fotovoltaico es una asociación de módulos fotovoltaicos que se conectan de cierta forma según la aplicación requerida. Cada panel solar está formado por una serie de células fotovoltaicas, conectadas en serie. Es por esto que a mayor número de células o celdas solares, mayor tensión (medida en voltios) tendremos para esta aplicación.

Si conectamos en serie varios paneles, se puede conseguir una mayor cantidad de energía eléctrica, aumentando la tensión y manteniendo una corriente constante. Por otra parte, si realizamos una conexión en paralelo de varias ramas de módulos, la intensidad será este número de ramas multiplicado por la intensidad del módulo.

Resulta obvio que, cuantos más receptores tengamos, mayor cantidad de energía conseguiremos transformar. La energía eléctrica conseguida, en forma de corriente continua, puede ser aprovechada directamente, por ejemplo, en instalaciones autónomas, o transformada en corriente alterna . Esta corriente alterna, utilizada normalmente en casa, se consigue mediante el inversor fotovoltaico.

Componentes de un sistema fotovoltaico

Los elementos de un sistema fotovoltaico dependen del tipo de aplicación en la que se use.  Es decir, si es una aplicación tal como una planta fotovoltaica conectada a la red, una instalación fotovoltaica autónoma o bien un sistema de bombeo solar.

Planta fotovoltaica conectada a la red

En una planta fotovoltaica, los principales elementos que se pueden encontrar son los siguientes:

  • Panel fotovoltaico. Base de toda instalación fotovoltaica.
  • Seguidor solar. En muchas plantas fotovoltaicas podemos encontrar un sistema de seguimiento solar. Su función es la de maximizar la producción de los módulos fotovoltaicos. Para ello, realiza un movimiento de seguimiento al sol durante todo el día.
  • Cableado de conexión DC. El cableado de corriente continua es el elemento que transporta y distribuye la energía eléctrica generada. En este caso, en la parte de corriente continua de la instalación. Este cableado va desde la propia placa solar, conexionando los distintos módulos, hasta el inversor solar. Para ello, existen diferentes configuraciones. Básicamente, la lógica del cableado es partir de muchos cables e ir agrupando mediante elementos como cajas acumulativas. De es manera, en cada caja se recogerá la corriente correspondiente a varias agrupaciones de paneles solares. Desde estas cajas, saldrá otro cable de corriente continua hacia el inversor, que admitirá un número determinado de cables, según diseño.
  • Inversor fotovoltaico.  El inversor fotovoltaico es el elemento que transforma la corriente continua en corriente alterna. Esto quiere decir que la salida de este dispositivo dará un tipo de corriente que ya puede ser vertida a la red. En otras palabras, mediante esta transformación, tras un acondicionamiento se podrá utilizar para el suministro eléctrico.
  • Transformador. El transformador es el encargado de lograr el nivel de tensión adecuado para su vertido a la red.
  • Celdas de media tensión. Es un elemento de protección que conecta la instalación fotovoltaica con la red eléctrica.
  • Cableado de conexión AC. De forma parecida al anterior cableado, básicamente se encarga de conectar el inversor con el transformador, así como este con las celdas de media tensión.

Instalación fotovoltaica autónoma

En una instalación autónoma, los principales elementos son los siguientes:

  • Placa solar.
  • Acumulador o batería. Almacena energía para su uso en cualquier momento, siendo recargable.
  • Regulador de carga. Este dispositivo se encarga de evitar que la batería sufra una sobrecarga o que se descargue en exceso.
  • Inversor fotovoltaico. En caso de utilizar elementos que requieran de corriente alterna, se deberá utilizar este dispositivo.
  • Carga. Son los elementos que requieren la energía generada.

Sistema fotovoltaico de bombeo

El sistema de bombeo tiene el objetivo de obtener agua de pozos utilizando la energía fotovoltaica. A continuación te mostramos sus elementos:

  • Placas solares.
  • Motobomba. Es un dispositivo que combina un motor eléctrico y una bomba de agua para su extracción.
  • Acoplamiento generador – motobomba. Es un dispositivo que ayuda al motor a trabajar en el punto de trabajo adecuado según la radiación y temperatura del momento.
  • Circuito hidráulico. Es el conjunto de elementos adicionales utilizados para la extracción del agua, como por ejemplo, tuberías.
  • Depósito de agua. Es el lugar dónde se almacena el agua extraída.

¿Qué tipos de usos se les puede dar en la industria y vivienda?

Debido a las ventajas con las que cuenta la energía fotovoltaica, cada vez son más las viviendas y las industrias que empiezan a incorporarla a la misma, mediante la instalación de los paneles fotovoltaicos. La principal razón por la que todo el mundo se preocupa de esta instalación, es la de conseguir un buen ahorro en la factura de la luz.

La tecnología es un aspecto que juega a favor de los usuarios y es que los paneles actuales, son mucho más rentables que los de hace 10 años. En este sentido, la ciencia ha avanzado mucho y ahora contamos con unos paneles fotovoltaicos que pueden llegar a contar con hasta 25 años de vida útil. De esta forma, tanto las familias como las empresas que quieran instalar estos paneles en su negocio, tendrán que hacer frente a la inversión inicial de la misma. Pese a ello, debido a la cantidad de años que dura, la amortización será bastante rápida.

Estas instalaciones fotovoltaicas son una instalación independiente y aislada de la red. Esto quiere decir que si en algún momento necesitamos algo de energía extra adicional, siempre podremos recurrir a otro tipo de fuente de energía mediante la cual la podemos conseguir. De este modo, también es posible utilizarla a modo de complemento y no depender al completo de ella, para estar cubiertos en todo tipo de situaciones.

En base a esto, son muchos los electrodomésticos que a día de hoy empiezan a utilizar pequeños paneles fotovoltaicos con los que se alimentan para su consumo. De esta manera, no dependen tanto de la energía eléctrica. Así, el consumo que llega al final de mes con respecto a los mismos, es mucho más bajo.

Por otra parte, también podemos utilizar pequeños dispositivos en nuestra vida diaria. Un ejemplo es el cargador solar, con el que podemos recargar las baterías de nuestros móviles, portátiles o tablets sin ningún tipo de gasto y en cualquier lugar donde brille el Sol.

Además, hay nuevos proyectos que están basados en este tipo de energía. Un buen ejemplo de esto es la desaladora solar, que es capaz de conseguir agua dulce a partir de salada a través de una serie de procesos. Puedes leer más de esto aquí.

Ventajas y desventajas de usar este tipo de energía

Ventajas de la Energía Solar Fotovoltaica

Como hemos mencionado anteriormente, la principal ventaja es el ahorro de energía que conseguiremos mediante la instalación de estos paneles fotovoltaicos. Se trata de una energía que se amortiza bastante rápido, ya que cuenta con una larga vida útil y nos permite ahorrarnos una buena cantidad de gasto energético.

Además de para nosotros mismos, se trata de una energía que es buena para el medio ambiente. En primer lugar porque no contamina, se trata de una energía limpia y además de eso, es silenciosa. La contaminación acústica que producen otros tipos de energía, en la energía fotovoltaica no supondrá ningún problema.

Cuenta con un mantenimiento mínimo. Así, cualquier tarea que tengamos que llevar a cabo o reparación, será menos costosa que en cualquier otra instalación y se podrá arreglar rápido y con facilidad.

Las desventajas de esta energía

Sin embargo, pese a que cuenta con unas cuantas ventajas, también es posible achacar algunas desventajas. Hemos hablado de que es una energía que se amortiza con el paso del tiempo y resulta barata, pero sin embargo, la inversión inicial es elevada.

Por lo demás, hace falta también contar con el espacio necesario para situar los paneles fotovoltaicos. Dependiendo de la cantidad que pretendamos generar con esta energía, necesitaremos más o menos espacio. Si vivimos en una casa en el campo, seguramente no tengamos problema. Si por el contrario es en un apartamento en la ciudad, la cosa ya es algo más complicada.

Por último, la radiación solar no es siempre una constante fija. Hay días o épocas del año en la que puede que haya un poco menos y esto se termine notando en nuestra capacidad de producir energía. De esta forma, como hemos mencionado anteriormente, lo mejor no es depender exclusivamente de este tipo de energía y poder apoyarse en otras alternativas, por si llegado el momento nos hiciera falta. Para saber más, puedes conocer más sobre las ventajas y desventajas de la energía solar haciendo clic aquí.

 

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