ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

La energía solar fotovoltaica es la conversión directa de la luz en electricidad a nivel atómico, esta electricidad es utilizada en los hogares despues de ser transformada por el inversor en CA


GALERIA: Sòlo tenès que hacer clic en las imàgenes para obtener toda la informaciòn

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

¿Qué es la energía solar fotovoltaica?

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.

La energía fotovoltaica es la corriente eléctrica producida por  las células solares en el módulo solar cuándo la luz solar incide en ella. 

La energía de la luz se transforma en electricidad en las células fotovoltaicas. La electricidad puede usarse en equipos eléctricos, alimentarse en la red eléctrica para que la usen otros o almacenarla en una batería.

¿Cómo se produce la energía solar fotovoltaica?

La energía solar fotovoltaica es una tecnología elegante que produce electricidad a partir de la luz solar sin partes móviles.

En una célula fotovoltaica, la luz del sol desprende electrones de los átomos de silicio de su anfitrión. Pequeños paquetes de energía de luz llamados fotones son capturados por electrones e imparten energía suficiente para liberar al electrón de su átomo huésped. 

Cerca de la superficie superior de la celda hay una «membrana de una sola dirección» llamada unión pn. La unión pn se forma mediante la difusión de pequeñas cantidades de fósforo a una profundidad de aproximadamente un micrómetro en una fina oblea de silicio.

Cuando un electrón libre cruza la unión pn, no puede regresar fácilmente, lo que hace que aparezca una tensión negativa en la superficie que enfrenta al sol (y una tensión positiva en la superficie posterior). 

Las superficies frontal y posterior se pueden conectar juntas a través de un circuito externo para extraer la corriente, el voltaje y la potencia de la célula solar.

Las células solares se empacan detrás del vidrio para formar módulos fotovoltaicos, que tienen una  vidas útil de de 20 a 40 años.

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

En muchas circunstancias, los módulos fotovoltaicos instalados en los techos de los edificios pueden producir tanta electricidad como el edificio consume. 

Un módulo típico generará alrededor de 200 kilovatios-hora (CA) por metro cuadrado por año, por lo que se necesita un área de captación de 25-50 m 2 para alimentar una casa que ahorra energía razonablemente. 

Dicha casa exporta más electricidad a la red durante el día de lo que importa por la noche.

Se requieren 10 m 2 adicionales para compensar las emisiones anuales de gases de efecto invernadero de un automóvil eficiente en combustible que emite 0,2 kg de dióxido de carbono por km y conduce 10.000 km por año.

La energía solar fotovoltaica es generada por la luz solar en paneles solares que están hechos principalmente de células solares de silicio en el módulo solar.

 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 , por lo que los electrones migran de forma natural a la superficie de la célula.

El flujo de electricidad

El movimiento de electrones, cada uno de los cuales lleva 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.

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 los módulos fotovoltaicos disponibles comercialmente oscila entre el 5% y el 15%. Investigadores de todo el mundo están tratando de lograr mayores eficiencias.

¿Querès saber mas sobre la energìa solar fotovoltaica?

¿Cómo funcionan los sistemas fotovoltaicos?

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.

¿Cuáles son las aplicaciones de sistemas fotovoltaicos?

Los sistemas fotovoltaicos más pequeños 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 suministren 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.

¿Qué son los paneles  de energìa solar?

Som dispositivos formados por  muchas cèlulas fotovoltaicas  que se utilizan para producir electricidad que luego se  utilizarà en los hogares previamente transformada a corriente alterna por un inversor de corriente.

Los paneles de enregia solar  se pueden instalar en el techo o tambièn en el suelo siempre que se encuentren lejos de zonas sombreadas para evitar la disminuciòn de la eficiencia de los paneles.

¿Cuàles son las caracterìsticas de la energìa solar?

La energía solar como energía fotovoltaica
La energìa solar se absorbe a través de células fotovoltaicas o células solares. Estas células fotoeléctricas convierten el calor solar en energía eléctrica.

Energía a partir de células fotovoltaicas
se obtiene energía fotovoltaica de la conversión de luz solar en electricidad mediante células fotovoltaicas o fotoeléctricos, las células solares llamados: las placas de sulfuro de cadmio, sulfuro de cobre y las capas de vidrio convertir el calor solar en energía eléctrica.

Celdas, módulos y series
La base de un sistema fotovoltaico es la célula fotovoltaica. Estas celdas varían en tamaño entre 1 y 10 centímetros.

Una celda produce solo de 1 a 2 vatios, lo que no es suficiente para la mayoría de los dispositivos.

Para aumentar la salida eléctrica, las celdas se conectan eléctricamente entre sí en un módulo resistente a la intemperie. Los módulos también pueden conectarse entre sí para que pueda obtener una serie.

Rendimiento de los sistemas fotovoltaicos
El éxito de una serie fotovoltaica depende de la luz solar. Las condiciones climáticas como las nubes, la niebla … tienen un efecto significativo en la cantidad de energía solar que una serie fotovoltaica captura e influye en el rendimiento de esta manera.

En este momento estamos investigando completamente cómo aumentar la eficiencia en la conversión de la luz solar.
 
¿Cuàles son los beneficios ambientales de la ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA?


La conversión fotovoltaica es útil por varias razones. La conversión de la luz solar en electricidad tiene lugar directamente, por lo que los grandes sistemas mecánicos con generadores son innecesarios. Además, la propiedad modular de la energía fotovoltaica garantiza que pueda instalar rápidamente series de cualquier tamaño que sea necesario o permitido.




El impacto ambiental de un sistema fotovoltaico es mínimo. No se necesita agua para enfriar el sistema y no se forman productos de desecho.

Las células fotovoltaicas producen corriente continua que se usa típicamente para pequeñas cargas de dispositivos electrónicos (al igual que las baterías). Cuando la corriente continua de las células fotovoltaicas se utiliza para aplicaciones comerciales o se vende a las compañías de electricidad que utilizan la red de alta tensión, se debe convertir a corriente alterna.

Tipos de sistemas solares
¿Qué sistemas solares están disponibles? Explicamos la diferencia entre los colectores solares concentrados y no concentrados, y los sistemas de calefacción pasivos y activos.

Colectores solares concentrados y no concentrados Los colectores solares se pueden dividir en 2 categorías generales: colectores solares concentrados y no concentrados.

En un colector solar no concentrado, el área que recibe la radiación solar es tan grande como la superficie que absorbe la radiación.

Si no son suficientes las temperaturas demasiado altas, como es el caso del calentamiento de la habitación, generalmente se utilizan colectores planos del tipo no concentrado.

Con los colectores solares concentrados, la superficie que recoge la radiación solar es más grande, a veces incluso 100 veces más grande que la superficie que absorbe la radiación.

Muchos diseños son posibles con colectores solares planos, pero todos ellos contienen una placa de absorción plana que recoge y absorbe la energía solar; una o más cubiertas transparentes que permiten que la energía solar pase sin demasiada pérdida de calor; un líquido (agua o aire) que transporta el calor a través de los canales y finalmente una cubierta posterior aislante del calor.




Sistemas de calefacción pasivos y activos Los sistemas de
calefacción basados ​​en energía solar son sistemas pasivos o activos. Con los sistemas de calefacción pasiva, el aire circula por convección a lo largo de una superficie solar térmica y a través del edificio sin utilizar una instalación mecánica.

Esto significa que el aire cálido menos denso tiene el hábito de elevarse, mientras que el aire más frío y menos denso se mueve hacia abajo. 

En sistemas de calefacción activos, los ventiladores y las bombas ayudan a hacer circular el aire o el fluido que absorbe calor.