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Qué es la Energía fotovoltaica

Qué es la Energía fotovoltaica

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La energía fotovoltaica es aquella que se obtiene por medio de la transformación directa de la energía del sol en energía eléctrica. En otras palabras, es la transformación directa de la radiación solar en electricidad. 

Para ello necesitaremos de un sistema específico que realice dicha transformación.  Este sistema recibe el nombre de sistema fotovoltaico y los equipos que lo conforman, componentes fotovoltaicos.  

Bienvenido y bienvenida  a una nueva entrada de Energía Solar Colombia!.

energía fotovoltaica

Primero nos ocuparemos de hacer la clasificación de las instalaciones para producir energía fotovoltaica.  Luego nos concentraremos en los componentes de un sistema fotovoltaico. 

1. Clasificación de la energía fotovoltaica

La clasificación de las instalaciones para producir energía fotovoltaica se realiza según la aplicación a la que estén destinadas. Así, distinguiremos básicamente dos aplicaciones:

  • Aplicaciones autónomas, y
  • Aplicaciones conectadas a la red.

1.1. Aplicaciones autónomas

También reciben el nombre de sistema fotovoltaico autónomo. Producen electricidad sin ningún tipo de conexión a la red eléctrica y la suministran para el mismo lugar donde se encuentra ubicada la instalación.

sistemas fotovoltaico autonomo

Se distinguen dos grandes bloques:

  • Aplicaciones espaciales: proporcionan electricidad a elementos colocados en el espacio por el ser humano como  satélites, sondas espaciales y la estación espacial internacional.
  • Aplicaciones terrestres: telecomunicaciones, telefonía rural, repetidores de radio, televisión, electrificación para zonas rurales y aisladas de la red eléctrica comercial, señalización a nivel urbano con diodos LED, alumbrado público, bombeo de agua en granjas, telemetría, etc.

1.2. Aplicaciones conectadas a la red

La energía fotovoltaica producida aquí no es consumida en su totalidad por el productor. Ya sea porque su capacidad de generación supera su nivel de consumo o porque construyó su sistema fotovoltaico pensando únicamente en vender la energía eléctrica de autogeneración

En cualquiera de los dos casos vierte energía fotovoltaica a la red eléctrica con la cual ha contratado bajo las tarifas vigentes en el país. 

sistema fotovoltaico conectado a la red

En cuanto a estos sistemas fotovoltaicos conectados a la red distinguiremos dos tipos:

  • Centrales fotovoltaicas y huertas solares: lugares en los que se concentra un determinado número de instalaciones fotovoltaicas de diferentes propietarios con el fin de vender la energía eléctrica producida a la empresa de electricidad con la cual se halla contratado.
  • Edificios fotovoltaicos:  la energía fotovoltaica es el sistema más adecuado para la generación de electricidad en zonas urbanas sin provocar efectos ambientales adversos. Actualmente se usa en la construcción en techos, cubiertas y fachadas con gran atractivo visual.

2. Componentes de un sistema solar fotovoltaico

Como dijimos al inicio, los componentes de un sistema para producir energía fotovoltaica reciben el de nombre de sistema fotovoltaico. 

Los componentes de este sistema fotovoltaico variarán de acuerdo al uso, esto es, si se trata de aplicaciones autónomas o de aplicaciones conectadas a la red. Pero en síntesis son: panel solar, regulador de carga, banco de baterías, inversor y sistema de medición bidireccional.

Ahora veremos de qué trata cada uno de estos componentes y cual es su función principal a la hora de producir energía fotovoltaica. 

2.1.  Panel solar o módulo fotovoltaico

Es donde se genera la energía eléctrica por la acción de las células solares.

Las células solares basan su funcionamiento en el efecto fotovoltaico, que es la propiedad de determinados materiales para producir una corriente eléctrica cuando incide la luz sobre ellos. El material más eficientes y de mayor uso es el silicio.

Las células solares se agrupan e interconectan en el panel solar.

El panel solar es una  estructura plana y rectangular de diversos tamaños, cubierta en su parte superior por una lámina de vidrio y plástico que lo protege de los fenómenos atmosféricos y los riesgos del exterior.

Este panel solar  o módulo fotovoltaico también posee, a su vez, un sistema de cableado interno para conectarlo a otros paneles y obtener así una mayor potencia eléctrica.

2.2.  Regulador de carga

Se instala entre los páneles solares y la batería para evitar sobrecargas o sobre descargas de la batería, y de esta forma alargaremos su vida útil.

2.3.  Banco de baterías o acumuladores

Debido a que la radiación solar no llega de manera uniforme a los paneles solares por razones de nubosidad, sombras, lluvias, etc., la producción de energía fotovoltaica puede ser errática, inestable o nula. 

Por ello se hace necesario de un sistema de almacenamiento de energía para los momentos en que la radiación recibida no sea suficiente para el funcionamiento de la instalación según los valores diseñados. Como ocurre al amanecer, al atardecer y en la noche. 

O por el contrario, cuando se genera mucha más electricidad fotovoltaica que la consumida, como ocurre al medio día o cuando merma el consumo de energía por diversas razones, las baterías guardan este excedente. 

Las baterías son dispositivos imprescindibles ya que transforman la energía química en energía eléctrica, y viceversa. Podemos almacenar esta energía durante largos periodos de tiempo lista para ser consumida cuando lo necesitemos. 

2.4.  El inversor de corriente DC/AC

La energía producida por el sol es de corriente continua (Direct Current o DC). Sin embargo, la mayoría de las máquinas fabricadas por el hombre funcionan con energía de corriente alterna (Altern Current o AC) y con voltajes muy superiores a los que entregan los páneles solares, estos últimos de 12V, 24V y 48V de corriente directa o DC. 

inversor de corriente

El inversor de corriente se encarga de convertir esta energía de corriente continua en energía de corriente alterna.

Para Colombia debe hacerse a una frecuencia de 60 Hertz y a una tensión de  120 Voltios o 220 Voltios de corriente alterna. 

2.5. Medidor bidireccional

El sistema de medición bidireccional lo que hace es medir la energía que se consume de la red eléctrica y medir la energía que nuestro sistema fotovoltaico inyecta en dicha red. Es decir, una suma y resta de energía. Si nuestro aporte es menor al consumo, pagaremos la diferencia. Pero si nuestro aporte es mayor al consumo, la empresa dueña de la red eléctrica nos deberá pagar la diferencia de energía.  Esto último se hace a través de los llamados créditos de energía. 

3. Conclusiones sobre la energía fotovoltaica

Ahora ya sabemos que la energía fotovoltaica es la transformación directa de la radiación solar en electricidad. Los componentes de un sistema para producir energía fotovoltaica reciben el de nombre de sistema fotovoltaico. 

Las instalaciones para producir energía fotolvoltaica se distinguen en dos grandes bloques: aplicaciones autónomas, y aplicaciones conectadas a la red.

Los componentes de un sistema fotovoltaico son: panel solar, regulador de carga, banco de baterías, inversor de corriente y sistema de medición bidireccional.

Ojalá que esta publicación te halla servido para  tus proyectos, puedes dejarnos tus comentarios y compartirnos tu experiencia con la energía fotovoltaica. Así que nos vemos en una próxima entrada de Energía Solar Colombia!