Energia solar fotovoltaica

Energía solar fotovoltaica ¿ Cuál es la definición ?

Energía solar fotovoltaica ¿Cuál es la Hay dos tipos principales de tecnología de energía solar: fotovoltaica (PV) y solar térmica. La energía solar fotovoltaica es la energía solar de la azotea que se ve en los hogares y las empresas: produce electricidad a partir de energía solar directamente. Las tecnologías solares térmicas utilizan la energía del sol para generar calor, y la electricidad se genera a partir de eso.

Australia recibe miles de veces más energía solar del sol cada año que el uso combinado de combustibles fósiles. Usamos directamente solo una millonésima parte de esto en el momento como energía comercial.

¿Cuáles son las CARACTERÍTICAS DE LA  ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA ?

Energia solar fotovoltaica:célula solar

La generación de electrcidad por el fenómemeno fotovoltaico se da gracias a las celdas o células solares.

La unidad  básica de la energía solar fotovoltaica La célula solar es la unidad básica del sistema de generación de energía solar donde la energía eléctrica se extrae directamente de la energía de la luz sin ningún proceso intermedio. 

El funcionamiento de una célula solar depende únicamente de su efecto fotovoltaico, por lo tanto, una célula solar también conocida como célula fotovoltaica . 

Una célula solar es básicamente un dispositivo semiconductor . La célula solar produce electricidad mientras la luz incide sobre ella y el voltaje o la diferencia de potencial establecida a través de los terminales de la celda se fija a 0,5 voltios y es casi independiente de la intensidad de la luz incidente, mientras que la capacidad de la celda es casi proporcional a la intensidad de la luz incidente, así como a la zona expuesta a la luz.

Cada una de las celdas solares tiene una terminal positiva y una negativa como todo el otro tipo de celdas de batería . Normalmente, una célula solar o fotovoltaica tiene un contacto frontal negativo y un contacto posterior positivo. Una unión semiconductora pn está en el medio de estos dos contactos.

¿La ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA cómo funciona ?

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 vidas de servicio típicas de 20 a 40 años.

energia solar fotovoltaica

En muchas circunstancias, los módulos fotovoltaicos montados 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 australiana que ahorre 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.

 

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA  ?

La ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA e una tecnología que ayuda tanto a la perona como al medio ambiente ya que la producción de electricidad por medio de esta tecnología no produce emisione nociva de gases que afecten a la atmósfera provocando el llamado efecto invernadero.

Ventajas de la energía solar fotovoltaica: en pocas palabras 

ventajas de la energia solar fotovoltaica

Los paneles solares fotovoltaicos proporcionan energía limpia y renovable. Durante la producción de electricidad con paneles fotovoltaicos no hay emisiones perjudiciales de gases de efecto invernadero, por lo que la energía solar fotovoltaica es respetuosa con el medio ambiente.

  • La energía solar es energía suministrada por la naturaleza, ¡es libre y abundante!
  • La energía solar fotovoltaica  puede estar disponible en casi cualquier lugar donde haya luz solar
  • La energía solar es especialmente apropiada para redes de energía inteligentes con generación de energía distribuida. 
  • El costo de los paneles solares actualmente se encuentra en una vía de reducción rápida y se espera que continúe reduciéndose en los próximos años; en consecuencia, los paneles solares fotovoltaicos tienen un futuro muy prometedor tanto para la viabilidad económica como para la sostenibilidad ambiental.
  • Los sistema fotovoltaicos duran de 25 a 30 años y la amortización de los costos e logra en 7 u 8 años !! Depués energia electrica gratis.
  • Los paneles fotovoltaicos, a través del fenómeno fotoeléctrico, producen electricidad en una forma directa de generación de electricidad
  • Los costos de operación y mantenimiento de los paneles fotovoltaicos se consideran bajos, casi insignificantes, en comparación con los costos de otros sistemas de energía renovable.
  • Los paneles fotovoltaicos no tienen partes movibles mecánicamente, excepto en casos de bases mecánicas de seguimiento automático; en consecuencia, tienen menos roturas o requieren menos mantenimiento que otros sistemas de energía renovable (por ejemplo, turbinas eólicas)

Desventajas de la energía solar fotovoltaica: en pocas palabras 

desventajas de la energia solar fotovoltaica

Como en todas las fuentes de energía renovables, la energía solar tiene problemas de intermitencia; no brilla por la noche, pero también durante el día puede haber tiempo nublado o lluvioso.

  • En consecuencia, la intermitencia e imprevisibilidad de la energía solar hace que los paneles de energía solar sean una solución menos confiable.
  • Los paneles de energía solar requieren equipo adicional ( inversores solares ) para convertir la electricidad directa (CC) en electricidad alterna (CA) para poder usarse en la red eléctrica.
  • Para un suministro continuo de energía eléctrica, especialmente para conexiones en la red, los paneles fotovoltaicos requieren no solo inversores sino también baterías de almacenamiento; lo que aumenta considerablemente el costo de inversión para paneles fotovoltaicos
  • En el caso de instalaciones de paneles fotovoltaicos intalados en la tierra, requieren áreas relativamente grandes para su despliegue; por lo general, el espacio de tierra se dedica a este fin por un período de 15-20 años, o incluso más.
  • Los niveles de eficiencia de los paneles solares son relativamente bajos (entre 14% -25%) en comparación con los niveles de eficiencia de otros sistemas de energía renovable.
  • Aunque los paneles fotovoltaicos no tienen costos de mantenimiento o operativos considerables, son frágiles y se pueden dañar con relativa facilidad; por lo tanto, los costos de seguro adicionales son de suma importancia para salvaguardar una inversión en un itema fotovoltaico.

¿Cuáles son las aplicaciones de la energía solar fotovoltaica ?

Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica

Hay una variedad de aplicaciones de energía solar fotovoltaica.

Primero, debemos distinguir aplicaciones en sistemas aislados y aplicaciones fotovoltaicas conectadas a la red eléctrica.

Aplicaciones fotovoltaicas en sistemas conectados a una fuente de alimentación

Las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red son una de las últimas y más recientes aplicaciones de sistemas fotovoltaicos. 

Esta aplicación consiste en la instalación de un campo fotovoltaico y un inversor capaz de transformar la energía suministrada por los paneles solares fotovoltaicos e inyectarla en la red eléctrica.

El inversor en este tipo de instalación es el núcleo central. El inversor debe tener ciertas protecciones en caso de situaciones que puedan ocurrir en la red eléctrica (por ejemplo, eliminación de la red, desconexión de red, voltaje fuera de rango).

El costo por kwh generado generalmente es mayor que la energía generada por otros sistemas de generación de energía. 

Por esta razón, para lograr la viabilidad económica de estos sistemas, el país debe contar con regulaciones legales y líneas de ayuda económica para compensar el mayor costo por Kwh generado.

Aplicaciones fotovoltaicas en sistemas aislados

En sistemas aislados, es decir, en sistemas que no están conectados a la red eléctrica, la diversidad de aplicaciones de la energía fotovoltaica es casi infinita. Aun así, destacamos algunos ejemplos:

Sistemas fotovoltaicos para iluminación

 

El alumbrado público, a través de sisteAlumbrado público con energía fotovoltaicamas fotovoltaicos se presenta como una de las soluciones más económicas, para iluminar las entradas a las ciudades, cruces de carreteras, áreas de descanso, 

Este tipo de aplicaciones fotovoltaicas también se puede encontrar en carteles publicitarios, paradas de autobús, farolas y iluminación de túneles, entre otros ejemplos.

Señalización con energía fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica permite la automatización de los faros.

Para uso aéreo, los paneles de alimentación de balizas y los letreros de señalización se están utilizando en las pistas.

Faros y boyas para uso marino.

Otra gran aplicación es la señalización de rotondas, curvas, señales de tráfico, obstáculos, etc. Uso de LED de alto brillo. El bajo consumo de los LED permite una pequeña instalación fotovoltaica en estos sistemas.

En este sentido, también encontramos ejemplos de indicadores de hora y temperatura en vías públicas, ferrocarriles o plataformas petroleras.

Otra gran aplicación, recientemente agregada con gran importancia en seguridad vial, es la señalización de rotondas, curvas, señales de tráfico, obstáculos, etc. Por medio de leds de alta luminosidad, que por su bajo consumo permite realizar una instalación fotovoltaica de pequeño tamaño.

Sistemas fotovoltaicos relacionados con las telecomunicaciones

En el campo de las telecomunicaciones, la energía solar fotovoltaica se utiliza en los campos de los repetidores de telefonía móvil, radio y televisión. En el camino, los mensajes SOS funcionan con este tipo de energía renovable, ya que ahorra el trabajo de obtenerlos.

Los radares, la radiotelefonía en general y los puestos de vigilancia militar o forestal, la telefonía satelital rural, son otros ejemplos en los que se utiliza la energía solar para funcionar.

Electrificación rural fotovoltaica

La electrificación rural actualmente tiene todas las comodidades que se pueden tener en un sistema de electrificación convencional. 

Esta paridad se debe a la incorporación de nuevos inversores de onda sinusoidal. Este sistema permite el uso de cualquier dispositivo.

Una de las aplicaciones más importantes hoy en día es la electrificación de pequeños asentamientos rurales con un sistema centralizado.

Para administrar la energía, se instala un dispositivo electrónico de limitación de energía en cada una de las casas, programado para poder suministrar energía diaria al usuario, pero el equipo debe ser lo suficientemente inteligente como para poder aumentar la energía asignada. , Si el estado de la batería es bueno, o si es malo.

El segundo gran inconveniente, la potencia del inversor y su rendimiento frente a cargas pequeñas, se ha solucionado con la instalación de varios inversores en paralelo.

Aplicaciones de energía solar fotovoltaica en granjas agrícolas y ganaderas

Irrigación a través de energía solar fotovoltaica

En aplicaciones ganaderas, la energía solar fotovoltaica se utiliza para alimentar bombas para proporcionar agua en los abrevaderos de ganado.

La energía fotoeléctrica también se usa en granjas. Las granjas a menudo están lejos de las líneas eléctricas. Los paneles fotovoltaicos permiten en estos casos electrificar las granjas (iluminación del motor, cizallamiento, etc.).

En ciertas granjas ganaderas, la energía fotovoltaica se utiliza para alimentar los sistemas de ordeño y la refrigeración de la leche. Incluso estos sistemas son prácticos para la electrificación de vallas.

Una de las aplicaciones más importantes en la agricultura es el bombeo de agua de acción directa. De esta aplicación, destaca su simplicidad de instalación, su mantenimiento nulo y su total automatización.

 Estos sistemas se componen de un campo de paneles fotovoltaicos, un equipo electrónico y todo el sistema de controles y sensores de bombeo.

Otra aplicación que debe destacarse en la agricultura ha sido la electrificación de los controles de riego y las válvulas de solenoide. Esta electrificación ha permitido una mejor distribución y ahorro de agua, principalmente sistemas basados ​​en riego por goteo o baja presión.