Las células fotovoltaicas, integradas en paneles solares, permiten generar electricidad aprovechando la luz del sol, mediante paneles que se instalan en tejados, superficies de edificios y terrenos, proporcionando energía tanto para hogares como para industrias e incluso grandes instalaciones, como una central solar de gran escala.
Esta versatilidad permite que las células fotovoltaicas se utilicen tanto en sistemas de pequeño alcance como en proyectos de gran envergadura, ampliando las fuentes de generación y complementando el mix energético en distintos contextos.
Primeros pasos
El efecto fotoeléctrico fue observado por primera vez por un físico francés llamado Edmund Bequerel, en 1839. Cuando encontró que ciertos materiales producirían pequeñas cantidades de corriente eléctrica cuando se exponían a la luz.
En 1905, Albert Einstein ganó el Premio nobel de Física al describir la naturaleza de la luz. Y el efecto en el que se basa la tecnología fotovoltaica. El primer módulo fotovoltaico fue construido por los laboratorios de Bell en 1954. Describiéndoselo como una batería solar de muy alto costo y poca utilidad práctica.
En la década de 1960, la industria espacial fue la primera en emplear esta tecnología para proporcionar energía a sus naves espaciales. A través de estos programas la tecnología avanzó, se estableció su fiabilidad y sus costes comenzaron a disminuir. Durante la crisis energética de los años setenta, la fotovoltaica fue reconocida como una fuente de energía renovable para aplicaciones no espaciales.
Conociendo a las células fotovoltaicas
Algunos materiales exhiben una propiedad conocida como el efecto fotoeléctrico que les hace absorber fotones de luz y liberar electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, conforman una corriente eléctrica que se puede utilizar como electricidad y esa fue la base para la invención de las células fotovoltaicas.
Tipos de células fotovoltaicas
En la actualidad se utilizan principalmente tres tipos de células fotovoltaicas. Estas se integran en distintos tipos de placas solares, diseñadas para adaptarse a diferentes necesidades de generación eléctrica:
De silicio monocristalino
Están compuestas por un único cristal de silicio, lo que les permite alcanzar una alta eficiencia en condiciones de luz intensa, generando más electricidad en menos espacio. Suelen emplearse en instalaciones que necesitan maximizar la producción en espacios reducidos.
De silicio policristalino
Estas células están compuestas por varios cristales de silicio, lo cual reduce ligeramente su eficiencia respecto a las monocristalinas, pero hace que su fabricación sea más económica. Son una opción muy recomendada para instalaciones residenciales que buscan un equilibrio entre rendimiento y coste.
De película delgada
Fabricadas con materiales como el teluro de cadmio, son ligeras y flexibles. Aunque su eficiencia es menor que la de las células de silicio, su peso reducido y versatilidad las hacen adecuadas para instalaciones en superficies menos convencionales, como fachadas de edificios o vehículos.
Características y funcionamiento de una célula fotovoltaica
Las células solares están hechas del mismo tipo de materiales semiconductores que más tarde se emplearían en la industria de la microelectrónica, como es el caso del silicio. Para crear una célula fotovoltaica, una oblea semiconductora fina es tratada especialmente para formar un campo eléctrico, negativo en un lado y positivo en el otro.
Cuando la luz del Sol alcanza una célula solar, los electrones sueltos de los átomos se dirigen al material semiconductor. Si los conductores eléctricos están unidos a los lados positivo y negativo, formando un circuito eléctrico, los electrones pueden ser capturados como corriente eléctrica. Esta electricidad puede utilizarse entonces para alimentar una carga, tal como encender una bombilla o hacer funcionar un motor.
A un determinado número de células solares conectadas eléctricamente entre sí y montadas en una estructura o marco de soporte se le denomina módulo o panel fotovoltaico. Los módulos están diseñados para suministrar electricidad a un cierto voltaje, como un sistema común de 12 voltios. La corriente producida depende directamente de la cantidad de luz que le llega al módulo.
Múltiples paneles solares pueden conectarse entre sí para formar una matriz. En general, cuanto mayor sea el área de la matriz, más electricidad se producirá. Los paneles y matrices fotovoltaicos producen corriente directa, a partir de la energía solar. Y pueden conectarse tanto en serie como en paralelo, para producir cualquier combinación de voltaje y corriente.
El crecimiento de la energía solar es imparable. Se espera que la capacidad instalada de energía solar a nivel global continúe su rápido ascenso a futuro. La disminución de los costes de instalación y la mayor conciencia sobre la importancia de la energía limpia están impulsando este crecimiento. La energía solar ya no es una opción de nicho, sino una parte fundamental de la matriz energética. ECOticias.com
