¿Cómo funciona la tecnología de energía solar?

Más energía solar cae sobre la tierra en una hora que la que usa todo el mundo en tan solo un año. Es por esto que se están creando una variedad de tecnologías transforman la luz solar en energías limpias utilizable para los edificios. 

Las tecnología solares más utilizadas para hogares y empresas son la energía solar fotovoltaica para la electricidad, el diseño solar pasivo para la calefacción y refrigeración de espacios y el calentamiento solar de agua.

Empresas e industrias utilizan tecnologías de energía solar para diversificar sus fuentes de energía en plan de mejorar la eficiencia y ahorrar dinero en sus proyectos.

Los desarrolladores de energía y las empresas de servicios públicos utilizan paneles fotovoltaicos y de concentración de energía solar para producir electricidad a gran escala, y así abastecer ciudades y pueblos pequeños. 

¡Sigue leyendo para conocer más sobre la tecnología solar!

Fundamentos básicos de la energía solar

La radiación solar, o recurso solar, es un término general para la radiación electromagnética emitida por el sol. Se puede capturar y convertir en formas útiles de energía, como calor y electricidad, utilizando una variedad de tecnologías.

La viabilidad técnica y la operación económica de estas innovaciones en un lugar específico depende del recurso solar disponible.

Es decir, que aunque todos los lugares de la Tierra reciben luz solar al menos una parte del año, la cantidad de energía solar que llega a cualquier punto de la superficie terrestre varía según:

Extracción y tratamiento
Licuefacción y transporte en forma licuada (o GNL)
Regasificación y/o transporte a través de gasoductos.
Almacenamiento.
Distribución hasta los puntos de consumo.

Es un tipo de energía limpia, ya que es renovable, no contamina el ambiente, reduce el uso de combustibles contaminantes, ayuda a evitar el calentamiento global y contribuye al desarrollo sostenible. 

Estas son las principales ventajas de empezar con el cambio y hacer uso de esta tecnología.

¿Qué es y cómo funciona la tecnología solar fotovoltaica? 

Probablemente estés más familiarizado con la energía fotovoltaica, aquella que se utiliza en paneles solares. Cuando el sol incide sobre un panel solar, su energía es absorbida por las células fotovoltaicas del panel.

Esto, mediante un conjunto de procesos químicos internos, genera cargas eléctricas, las cuales se movilizan en busca de respuesta a un campo eléctrico interno en la celda, permitiendo así el flujo de la energía eléctrica.

Un solo dispositivo fotovoltaico se conoce como celda, estos y otros materiales convierten la energía solar en energía eléctrica.

Una celda fotovoltaica individual suele ser pequeña y normalmente produce alrededor de 1 o 2 vatios de potencia —(W) es la unidad de medida de la potencia eléctrica—. Estas células están hechas de diferentes materiales semiconductores y, a menudo, tienen menos del grosor de cuatro cabellos humanos.

Para resistir el exterior durante muchos años, las celdas se intercalan entre materiales protectores y una combinación de vidrio y/o plástico.

Las células fotovoltaicas pueden incrementar su potencia interconectándose en cadenas para generar unidades más grandes, a las que les conoce como módulos o paneles. Los módulos se pueden usar a modo individual o también existe la posibilidad de conectar varios para formar matrices.

Luego, uno o más conjuntos se conectan a la red eléctrica como parte de un sistema fotovoltaico completo. 

Debido a esta estructura modular, esta clase de sistemas que captan la energía del sol pueden ser construidos e implementados para satisfacer casi cualquier necesidad de energía eléctrica, ya sea para hogares, empresas o grandes proyectos industriales.

3 principios del diseño del sistema solar fotovoltaico

Los módulos solares fotovoltaicos que absorben la energía solar son aquellos en donde se genera la electricidad, pero son solo una de las muchas partes de un sistema fotovoltaico completo. Para que la electricidad generada sea útil en un hogar o negocio, se deben implementar otras tecnologías:

Estructura de montaje

Los conjuntos fotovoltaicos deben montarse en una estructura estable y duradera que pueda soportar el conjunto y soportar el viento, la lluvia, el granizo y la corrosión durante décadas. Estas estructuras inclinan el conjunto fotovoltaico en un ángulo fijo determinado por la latitud local, la orientación de la estructura y los requisitos de carga eléctrica.

El montaje en bastidor es actualmente el método más común porque es robusto, versátil y fácil de construir e instalar, aunque se siguen desarrollando métodos más sofisticados y menos costosos.

Para los conjuntos fotovoltaicos montados en el suelo, los mecanismos de seguimiento mueven automáticamente los paneles para seguir al sol por el cielo, lo que proporciona más energía y mayores retornos de la inversión.

Los rastreadores de un eje generalmente están diseñados para rastrear el sol de este a oeste. Los que son de dos ejes permiten que los módulos permanezcan apuntando directamente al sol durante todo el día.

Naturalmente, el seguimiento implica mayores costos iniciales y los sistemas sofisticados son más costosos y requieren más mantenimiento.  A medida que los sistemas han mejorado, el análisis de costo-beneficio favorece cada vez más el seguimiento de los sistemas montados en tierra.

Inversores

Los inversores se utilizan para convertir la electricidad de corriente continua (CC) generada por los módulos solares fotovoltaicos en electricidad de corriente alterna (CA), que se utiliza para la transmisión local de electricidad, así como para la mayoría de los electrodomésticos de nuestros hogares.

Los sistemas fotovoltaicos tienen un inversor que convierte la electricidad generada por todos los módulos o microinversores que se conectan a cada módulo individual. Un solo inversor generalmente es menos costoso y se puede enfriar y reparar más fácilmente cuando sea necesario. 

El microinversor permite el funcionamiento independiente de cada panel, lo que es útil si, por ejemplo, algunos módulos pueden estar sombreados. Los inversores avanzados, o inversores inteligentes, permiten la comunicación bidireccional entre el inversor y la red eléctrica. 

Esto puede ayudar a equilibrar la oferta y la demanda, ya sea automáticamente o mediante comunicación remota con los operadores de servicios públicos.

Permitir que las empresas de servicios públicos tengan esta perspectiva (y posible control) de la oferta y la demanda les permite reducir costos, garantizar la estabilidad de la red y reducir la probabilidad de cortes de energía.

Almacenamiento

Las baterías permiten el almacenamiento de energía solar fotovoltaica, por lo que podemos usarla para alimentar nuestros hogares por la noche o cuando los elementos climáticos impiden que la luz del sol llegue a los paneles fotovoltaicos.

No solo se pueden usar en los hogares, sino que las baterías juegan un papel cada vez más importante para los servicios públicos.

A medida que los clientes alimentan con energía solar a la red, las baterías pueden almacenarla para que pueda ser devuelta a los clientes en un momento posterior. El mayor uso de baterías ayudará a modernizar y estabilizar la red eléctrica de nuestro país.

La energía solar es una de las opciones más convenientes y tiene un futuro brillante en los proyectos industriales, pues es una fuente inagotable de energías limpias que no son corrosivas para el medioambiente y solo se requiere un sistema que recolecte la radiación solar y la transforme en energía eléctrica.

Ahora que sabes la importancia de la tecnología para aprovechar la energía solar, ¡te invitamos a que nos dejes tu opinión y nos compartas un comentario!