Paneles solares: usando el poder del sol para obtener energía

La energía solar es una energía renovable que se obtiene del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del sol, una radiación ilimitada, gratuita y que podría solucionar algunos de los problemas energéticos que tenemos en el planeta.

Desde la antigüedad el humano aprovechó estas radiaciones de diferentes formas, pero hoy la tecnología evolucionó y nos permite captar el calor y la luz con células fotovoltaicas para transformarla en energía eléctrica o térmica.

Las diferentes tecnologías solares pueden clasificarse en pasivas o activas, según cómo capturan, convierten y distribuyen la energía solar.

Las técnicas pasivas son principalmente las que están enmarcadas dentro de la arquitectura bioclimática, es decir pensar a la arquitectura como una forma de aprovechar al máximo el calor y la energía proveniente del sol; por ejemplo orientando las casas hacia el sol, seleccionando materiales con una masa térmica adecuada que puedan mantener o dispersar el calor y diseñar espacios de ventilación natural, entre otras posibilidades.

La técnica activa más desarrollada es la energía solar fotovoltaica. Gracias a los avances tecnológicos y su popularidad, el costo de las células solares se redujo y se comenzaron a fabricar células solares comerciales.

Aprovechando la energía

El aprovechamiento de la energía solar requiere de la utilización de dispositivos que capten la energía y la transformen en otra forma de energía compatible con la demanda que se quiere satisfacer. Hay dos alternativas posibles para hacer estas transformaciones: la conversión fototérmica y la conversión fotovoltaica.

La tecnología fotovoltaica busca convertir directamente la radiación solar en electricidad. Basada en el efecto fotoeléctrico, usa dispositivos llamados celdas fotovoltaicas, que son semiconductores sensibles a la luz solar; o sea que cuando se exponen a ésta, se produce una circulación de corriente eléctrica en la celda, entre sus dos caras.

Los componentes de un sistema fotovoltaico tienen que ver con el tipo de aplicación que se le va a dar, si está conectado o no a la red, y de las características de la instalación. Una instalación de este tipo fuera de la red necesita equipos para producir, regular, acumular y transformar la energía eléctrica:

-Celdas.

Es donde se produce la conversión fotovoltaica, las más empleadas son las que están hechas con silicio cristalino. La radiación luminosa sobre la celda crea una diferencia de potencial y una corriente aprovechable. Las celdas se hicieron populares a partir de los años 50s, en donde fueron usadas para el abastecimiento energético de los satélites.

-Placas.

Las placas fotovoltaicas son un conjunto de celdas conectadas entre sí. Generan electricidad en corriente continua. Para su mejor aprovechamiento se busca orientarlas teniendo en cuenta la ubicación y la latitud para tener el mayor rendimiento posible.


Celdas en placas.
-Regulador de carga.

Protege la batería de las sobrecargas y las descargas.

-Baterías.

Son el almacén de la energía eléctrica que se haya generado. Normalmente se usan baterías estacionarias, que tienen como característica que se cargan durante el día y se descargan durante la noche, marcando un ciclo diario.

-Ondulador o inversor.

Transforma la corriente continua (de 12, 24 o 48volts) generada en las placas fotovoltaicas y acumulada en las baterías en corriente alterna (230 volts).


Partes de la instalación.
Para dimensionar una instalación aislada hay que tener información del consumo previsto y tener un parámetro de la disponibilidad media de radiación solar a lo largo del año.

La tecnología solar térmica convierte la energía en calor. Su principal componente es el captador, por el cual circula un fluido que absorbe la energía emitida por el sol. Se emplea para los sectores domésticos e industriales.

 Beneficios de la electricidad autogenerada

La tecnología fotovoltaica ya es competitiva para electrificar lugares alejados de las redes, como por ejemplo viviendas rurales, bombeos de agua, señalizaciones, alumbrado público o equipos de emergencia.

Por qué elegirla:

-Evita el costo del mantenimiento de las líneas eléctricas en zonas de difícil acceso.

-Elimina los problemas ecológicos y estéticos de la instalación de líneas eléctricas.

-Contribuye a evitar el despoblamiento de determinadas zonas.

-Una vez instalado el sistema tiene un costo energético nulo.

-El mantenimiento y el riesgo de avería es muy bajo.

-Son instalaciones fácilmente modulables, se puede aumentar o reducir la potencia instalada según las necesidades.

-No produce contaminación de ningún tipo.



El mundo y la energía solar

La fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas fue avanzando en los últimos años en todo el mundo. Alemania, junto a Japón, China y Estados Unidos están a la cabeza de este crecimiento. A finales del 2013 se habían instalado en todo el mundo cerca de 140 gigowatts de potencia fotovoltaica, haciendo que esta sea la tercera fuente de energía renovable más importante en términos de capacidad, después de la energía hidroeléctrica y eólica.

El autoconsumo fotovoltaico es la producción individual de electricidad para el propio consumo a través de equipos de electricidad renovable, como paneles solares fotovoltaicos. Se pueden complementar con la red eléctrica o bien ser independientes.

En la última década el costo de los módulos solares se redujo un 80%, haciendo que en muchos países el costo de generar energía de esta forma sea competitiva con respecto a la electricidad de red.

 La revolución del almacenamiento

La energía solar que se captura durante las horas de sol se sigue usando en las horas de oscuridad, por eso es necesario almacenarla de una forma eficiente.

Desde hace mucho tiempo la electricidad se almacena en pilas y baterías eléctricas, el mejor ejemplo son los autos que necesitan electricidad para arrancar su batería de níquel o cadmio y los teléfonos celulares que usan baterías de litio.

Este año la empresa Tesla Energy, de la mano del magnate Elon Musk, presentó una revolucionaria batería, la Powerwall (Pared de poder).

La batería tiene la particularidad única del precio con el que será lanzada, 3.000 dólares. Y además serán de fácil colocación especiales para la energía hogareña, al amurarse a las paredes evita problemas de espacio y mantiene una estética minimalista en el hogar.

Musk dijo que “Tesla Energy es un paso crucial para conseguir emisiones cero en la generación de electricidad”. El magnate calcula que con 160 millones de baterías, todo EEUU podría pasarse a energía renovable y con 2.000 millones, la infraestructura energética del mundo dejaría de emitir Co2.


Tesla Powerwall
 Qué tener en cuenta para armar un sistema fotovoltaico

-Primero, necesitás células solares. Podés comprarlas por Internet, pero en esta parte es mejor asesorarte con alguien experimentado en el tema, porque el número de paneles necesario es algo muy específico.

-Las células tienen que ir unidas a un material no conductor, como madera, por ejemplo.

-Después, tenés que tener un controlador de carga. Los paneles van conectados al controlador, que regula la cantidad de energía del sistema para evitar que la batería se estropee con sobrecargas.

-Conectá el controlador de carga a las baterías. Las baterías de auto pueden funcionar para pocos volts o para tiempos cortos, pero la primera mejora que se le puede hacer al sistema es adquirir una batería de almacenamiento de ciclo profundo.

-Es importante asesorarse con alguien que ya haya trabajado en este tipo de sistemas y tener especial cuidado a la hora de enchufar equipos electrónicos.