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Energía solar fotovoltaica

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Definición

La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de módulos fotovoltaicos.

Cédulas Fotovoltaicas

Son dispositivos formados por metales sensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. Convierten energía luminosa en energía eléctrica.

Están formados por células elaboradas a base de silicio puro con adición de impurezas de ciertos elementos químicos, siendo capaces de generar cada una de 2 a 4 Amperios, a un voltaje de 0,46 a 0,48 V, utilizando como materia prima la radiación solar.

Paneles solares.

Las células se montan en serie sobre paneles o módulos solares para conseguir un voltaje adecuado a las aplicaciones eléctricas; los paneles captan la energía solar transformándola directamente en eléctrica en forma de corriente continua, que se almacena en acumuladores, para que pueda ser utilizada fuera de las horas de luz.

Los módulos fotovoltaicos admiten tanto radiación directa como difusa, pudiendo generar energía eléctrica incluso en d�as nublados.

Elementos

  • Generador Solar: Conjunto de paneles fotovoltaicos que captan energía luminosa y la transforman en corriente continua a baja tensión.
  • Acumulador: Almacena la energía producida por el generador. Una vez almacenada existen dos opciones:
    • Sacar una línea de �ste para la instalación (utilizar lámpara y elementos de consumo eléctrico).
    • Transformar a través de un inversor la corriente continua en corriente alterna.
  • Regulador de carga: Su función es evitar sobrecargas o descargas excesivas al acumulador, puesto que los daños podrían ser irreversibles. Debe asegurar que el sistema trabaje siempre en el punto de máxima eficacia.
  • Inversor (opcional): Se encarga de transformar la corriente continua producida por el campo fotovoltaico en corriente alterna, la cual alimentará directamente a los usuarios.
    Un sistema fotovoltaico no tiene porque constar siempre de estos elementos, pudiendo prescindir de uno o más de éstos, teniendo en cuenta el tipo y tamañoo de las cargas a alimentar, además de la naturaleza de los recursos energéticos en el lugar de instalación.

Aplicaciones

Tradicionalmente este tipo de energía se utilizaba para el suministro de energía eléctrica en lugares donde no era rentable la instalación de líneas eléctricas. Con el tiempo su uso se ha ido diversificando hasta el punto que actualmente resultan de gran interés las instalaciones solares en conexión con la red eléctrica.

La energía fotovoltaica tiene muchísimas aplicaciones, en sectores como las telecomunicaciones, automoción, náuticos, parquímetros. También podemos encontrar instalaciones fotovoltaicas en lugares como carreteras, ferrocarriles, plataformas petrolíferas o incluso en puentes, gaseoductos y oleoductos.

Tiene tantas aplicaciones como pueda tener la electricidad. La única limitación existente es el coste del equipo o el tamaño del campo de paneles.
Algunos usos:

  • Electrificación de viviendas rurales
  • Suministro de agua a poblaciones
  • Bombeo de agua / riegos
  • Naves ganaderas
  • Pastores eléctricos
  • Telecomunicaciones: repetidores de señal,
  • telefonía móvil y rural
  • Tratamiento de aguas: desalinización, cloración
  • Señaalizaciones (marítima, ferroviaria, terrestre y aérea) y alumbrado público
  • Conexión a la red
  • Protección catódica
  • Sistemas de telecontrol vía satélite, detección de incendios

Sistemas de bombeo solar

Los sistemas de bombeo alimentados por paneles solares fotovoltaicos pueden proporcionar agua mediante su conexión a bombas, tanto de corriente continua como de corriente alterna.Ofrecen importantes ventajas, así como una fiabilidad eléctrica muy elevada, llegando a un funcionamiento plenamente automatizado. Entre estas ventajas destaca el hecho de que los sistemas de bombeo pueden prescindir de la batería.

Como el incremento de las necesidades hídricas coincide con las é½pocas de mayor radiación solar, suelen ser especialmente útiles en las demandas de cantidades medianas de agua. Existen diversos tipos de modelos de sistemas de bombeo fotovoltaicos, siendo el más conocido de todos el de accionamiento directo. Otro sistema muy empleado es el método tradicional de extracción de agua mediante bomba de corriente alterna.

A partir de estos elementos, la energía generada por los módulos fotovoltaicos pasa directamente a un inversor, éste transforma la tensión continua en alterna, inyectando la energía producida en la red eléctrica comercial.

Productores Mundiales de Energía Fotovoltaica

JAPÓN: Actualmente, es el principal país productor de energía fotovoltaica a nivel mundial, el segundo puesto lo ocupa ALEMANIA.

ESPAÑA: Es uno de los países europeos con niveles más altos de radiación solar y tiene un elevado mercado potencial interior en sistemas conectados a la red. Pero, por contra, en la implantación de energía solar se encuentra por detrás de países nórdicos como Suecia, Holanda o Alemania.

En España inciden 1.500 kilowatios/hora/m2 que se pueden aprovechar directamente (calor) o se pueden convertir en otra fuente de energía (electricidad). La producción mundial de módulos fotovoltaicos viene creciendo desde el año 2000 en un 30% anual y actualmente España es considerada, junto con Estados Unidos, Israel y Australia, como uno de los grandes inversores mundiales en el desarrollo de la energía solar para producir electricidad.

Ventajas

  • Medio Ambientales:
    • No contamina
    • No produce emisiones de CO2 ni de otros gases contaminantes a la atmósfera.
    • No consume combustibles.
    • No genera residuos
    • No produce ruidos
    • Es inagotable
  • Socio-Económicas:
    • Su instalación es simple
    • Requiere poco mantenimiento
    • Tienen una vida larga (los paneles solares duran aproximadamente 30 años)
    • Resiste condiciones climáticas extremas: granizo, viento, temperatura, humedad.
    • No existe una dependencia de los países productores de combustibles.
    • Instalación en zonas rurales desarrollo tecnologías propias.
    • Se utiliza en lugar de bajo consumo y en casas ubicadas en parajes rurales donde no llega la red eléctrica general
    • Venta de excedentes de electricidad a una comparación eléctrica.
    • Tolera aumentar la potencia mediante la incorporación de nuevos módulos fotovoltaicos.

Inconvenientes

  • Su elevado coste. Una instalación que cubriera las necesidades de una familia podría costar más de 30.000 Euros, lo que la hace cara para uso doméstico.

Ejemplos

En España 14 municipios tienen ordenanzas que obliga a que los edificios de nueva construcción o rehabilitados incluyan sistemas de energía solar térmica. Esta normativa pionera fue inicialmente impulsada por el ayuntamiento de Barcelona.

El objetivo de esta normativa es que en edificios de nueva construcción y en edificios en rehabilitaciones integrales al menos un 60 % de la energía para agua caliente sanitaria de las viviendas sea solar en edificios de nueva construcción y en rehabilitaciones integrales.

En Barcelona, por ejemplo, antes de la entrada en vigor de la ordenanza había tan sólo 1.650 m2 de paneles solares mientras que a finales del 2003 estos superaban los 14.000 m2. En la Ciudad Condal, el ahorro energético que supone la energía solar se calcula que es equivalente al consumo de agua caliente de 20.000 personas al año. Sin embargo, en España, el IDAE y la FEMP han detectado que un 40 % de las corporaciones locales desconocen la existencia de este instrumento legal para promocionar la energía solar.

En Madrid, a pesar de disponer de ordenanza solar, se ha aprobado una moratoria para que de las 300.000 viviendas de los diferentes planes urbanísticos alrededor de 200.000 queden exentas de instalar energía solar térmica.

En Sevilla han dado un nuevo paso al poner en marcha una ordenanza para la gestión local de la energía que incluye también la promoción de la energía solar fotovoltaica y una visión más amplia que incluye la eficiencia. Sevilla ha visualizado su apuesta solar en un árbol fotovoltaico de 5 KWp que enviaría a la red eléctrica unos 8.000 kWh/año y supondría un ahorro de unos 7.529 kg/año de CO2.

Farolas-Plantas generadoras de energía fotovoltaica en L´Hospitalet Ejemplo pionero de mobiliario urbano sostenible cuyas características técnicas se sintetizarán de la siguiente forma:

  • 2 farolas-plantas generadoras
  • 13 m de altura
  • 2 proyectores de 250 y 400 watios
  • 18 paneles fotovoltaicos representando una superficie de 25 m2

Efecto Medioambiental

La energía solar fotovoltaica es, al igual que el resto de energías renovables, inagotable, limpia, respetable con el medio ambiente y sentando las bases de un autoabastecimiento.

Al igual que el resto de las energías limpias, contribuye a la reducción de emisión de gases de efecto invernadero y especialmente de CO2,ayudando a cumplir los compromisos adquiridos por el Protocolo de Kioto y a proteger nuestro planeta del cambio climático.


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