Información energía solar

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ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

  El fundamento de la energía solar fotovoltaica es el efecto fotoeléctrico o fotovoltaico, que consiste en la conversión de la luz en electricidad. Este proceso se consigue con algunos materiales que tienen la propiedad de absorber fotones y emitir electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad.

En 1.905, el físico francés Edmundo Bequerel fue el primero en constatar el efecto fotoeléctrico. Más tarde, Willbughby Smith en 1.873 y Lenard en 1.900 verifican su existencia bajo diferentes condiciones. En 1.921 Albert Einstein gana el Premio Nobel de Física gracias a un trabajo en el que se describe la naturaleza de la luz y el efecto fotoeléctrico y en el cual está basada la tecnología fotovoltaica. En 1.920 el físico norteamericano Millikan corroborará totalmente la teoría de Einstein. Sin embargo, fue en 1.954 cuando se construye el primer módulo fotovoltaico en los Laboratorios Bell y es tratado como un experimento científico ya que su coste era demasiado elevado para su utilización a gran escala.

Desde entonces, una sucesión de nuevos procesos industriales, junto con la expansión del mercado de consumo, han permitido una drástica reducción de los costes de producción de módulos.
En la figura se observa como opera una célula fotovoltaica. Las células fotovoltaicas están hechas con silicio, material semiconductor muy utilizado también en electrónica.

Para las células fotovoltaicas, una rejilla semiconductora recibe un tratamiento químico especial para formar un campo eléctrico, positivo en un lado y negativo en el otro. Cuando la luz solar incide en la célula, los electrones son desplazados del material semiconductor.
Si ponemos conductores eléctricos tanto del lado positivo como del negativo de la rejilla, formando un circuito eléctrico, los electrones pueden ser capturados en forma de electricidad.

Esta electricidad puede ser utilizada para suministrar energía a una carga, por ejemplo para encender una bombilla. La conjunción de varias células conectadas eléctricamente entre si y montadas en una estructura de apoyo o marco, se llama módulo fotovoltaico.
Varios módulos pueden ser conectados unos con otros para formar un campo solar. Los módulos producen electricidad en corriente continua, pudiendo ser conectados en serie o en paralelo para conseguir el voltaje que se requiera.
Isofotón, empresa pionera en la fabricación de módulos fotovoltaicos, se dedica al desarrollo de tecnología fotovoltaica desde 1.981 y es en la actualidad el primer fabricante español y europeo y ocupa el séptimo lugar a nivel mundial.

La electricidad producida por los módulos se utiliza de diferentes formas según sea su aplicación. Los principales usos de la E.S.F. son la electrificación de lugares aislados de la red eléctrica (viviendas, sistemas de control remoto, telecomunicaciones, rótulos luminosos, farolas, embarcaciones, alarmas,....), el bombeo solar directo y la conexión a red.

Electrificación de sistemas aislados
En el caso de electrificación de lugares aislados de la red eléctrica de distribución la energía producida por los módulos pasa por un regulador de carga y se almacena en baterías, también llamadas acumuladores. El convertidor, en caso de ser necesario, se encarga de transformar la corriente continua de las baterías en corriente alterna para abastecer los consumos. La potencia de los módulos se mide en vatios-pico (Wp). La capacidad de almacenamiento de energía de las baterías se denomina en amperios-hora (Ah) y la capacidad de regulación de carga en amperios (A).
El consumo de energía se determina vatios-hora (Wh) y la potencia necesaria en convertidor en vatios (W). Según la energía consumida se determinan los elementos que deben componer una instalación.
Se llama autonomía del sistema a la cantidad de días que se pueden abastecer los consumos sin que las baterías reciban carga, es decir que los módulos no reciban nada de luz solar.

Bombeo solar directo
En las instalaciones de Bombeo Solar Directo la energía producida por los módulos es transformada por medio de un variador de velocidad para suministrar
electricidad a la bomba.
La cantidad de módulos necesarios para un bombeo viene determinada por la altura de elevación y el volumen que se necesite. También se deberá tener en cuenta si el agua se elevará a boca de pozo, si se va utilizar directamente a goteros o se almacenará en un depósito.

Conexión a red
En las instalaciones de conexión a la red eléctrica de distribución la energía producida por los módulos es transformada a corriente alterna con la misma tensión y frecuencia que la red eléctrica para ser inyectada a ella. En este caso la compañía deberá pagar toda la energía producida por el sistema fotovoltaico.
En España la nueva normativa vigente desde diciembre de 1.998 sobre Conexión a Red con sistemas de energía solar fotovoltaica, incorpora un régimen especial de autoproductores con este tipo de energía. Según este régimen toda la energía producida por estos sistemas es entregada a la red y será facturada por el productor con una tarifa especial y toda la energía consumida en la vivienda, nave, etc. seguirá siendo facturada por la compañía eléctrica a su correspondiente precio (0,079213 €/kWh).
Para conseguir este objetivo y promocionar este tipo de instalaciones, el gobierno español ha adecuado para la producción de electricidad por medio energía solar fotovoltaica las siguientes tarifas:
• 0,396668 €/kWh para instalaciones hasta 5 kW de potencia en convertidores.
• 0,216364 €/kWh para instalaciones de más de 5 kW de potencia en convertidores.


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