Energía Solar Fotovoltaica


La energía solar fotovoltaica es una metodología de obtención de energía eléctrica gracias a células fotoeléctricas.

La conversión fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico, se a decir, la transformación directa de la energía lumínica que proviene del Sol en energía eléctrica.

Cuando un determinado material es iluminado con la parte visible del espectro solar, parte de los electrones que configuran sus átomos absorben la energía de los fotones de la luz, liberándose así de las fuerzas que les ligan al núcleo y adquiriendo libertad de movimiento. Este espacio que ha dejado el electrón tiende a atraer cualquier otro electrón que esté libre. Para convertir este movimiento de electrones en corriente eléctrica se necesario direccionar el movimiento de los electrones creando un campo eléctrico en el sí del material.

Instalaciones

Existen diferentes tipologías de instalaciones solares fotovoltaicas según su configuración:

  • Instalaciones autónomas o aisladas de la red eléctrica: permiten ofrecer un servicio a corriente continua o a corriente alterna (equivaliendo a la red eléctrica) en emplazamiento donde la red eléctrica no llega. Las instalaciones fotovoltaicas autónomas son una opción para proveer el servicio eléctrico de manera fiable, segura y respectuosa con el medio ambiente.
    Estas instalaciones permiten ofrecer un servicio eléctrico, tanto a corriente continua (12, 24 o 48V) como a corriente alterna (utilizando  pública (220V/50 Hz).
    Una instalación fotovoltaica autónoma puede cubrir el 100% de las necesidades eléctricas de un emplazamiento, aunque puede de un sistema de apoyo convencional como un grupo electrògen. Sin embargo, un consumo energético responsable por parte del usuario es esencial para aprovechar al máximo la instalación solar, por eso es conveniente utilizar electrodomésticos de bajo consumo y alto rendimiento e incorporar actitudes de ahorro energético.
    Las aplicaciones más habituales de estas instalaciones son:
    • Electrificación de viviendas alejadas de la red eléctrica.
    • Aplicaciones agrícolas y ganaderas: abombamiento de agua, sistemas de riego, iluminación de invernaderos y granjas, etc.
    • Señalización y comunicaciones: navegación aérea y marítima, señalización de carreteras, repetidores, etc.
    • Alumbrado público: calles, monumentos, paradas de autobús, etc.
    • Sistemas de depuración de aguas.
  • Instalaciones conectadas a la red eléctrica: dónde la electricidad generada se asoma, total o parcialmente si hay autoconsumo, en la red eléctrica. También es posible conectar a la red una instalación de autoconsumo con inyección.

Componentes de una instalación fotovoltáica

Los principales componentes de unos instalación solar fotovoltaica son:

El campo fotovoltaico, conformado por los módulos fotovoltaicos, es el componente de las instalaciones fotovoltaicas que capta la radiación solar y la transforma en electricidad a corriente continua. El inversor es otro componente de estas instalaciones, y se encarga de transformar la corriente continua (12, 24 o 48V) generada por la instalación fotovoltaica en corriente alterna (220 o 230V) que utilizan los aparatos de consumo o la red eléctrica convencional. Otro elemento de las instalaciones fotovoltaicas son las protecciones, equipos que desconectan la instalación en el caso de no detectar tensión a la red, en el caso de pérdida de aislamiento, o al detectar cualquier otra funcionamiento. Otras protecciones, además de las de tensión y frecuencia son los diferenciales y los magnetotèrmics. Los diferenciales protegen contra contactos directos, y los magnetotèrmics protegen el sistema contra sobrecargas, evitando en cuanto se estropee el cableado o los equipos.

Las instalaciones que no operan conectadas a la red eléctrica, suelen añadir baterías o acumuladores, que almacenan la energía producida durante las horas de radiación solar, y permiten disponer durante las 24 horas del día y en días de escasa radiación. En este caso, incluyen un regulador de carga y baterías, que es un equipo electrónico encargado de proteger las baterías de descargas y sobrecargas. Si se detecta sobrecarga, el regulador pone las placas en cortocircuito y corta el paso de corriente a las baterías. En el caso de descarga, avisa al consumidor con una alarma o bien corta el suministro si el consumo continúa.

Para optimizar el rendimiento de las instalaciones solares fotovoltaicas hace falta orientar las placas al sur e inclinarlas para aprovechar al máximo la radiación solar, eso se mujer cuando la inclinación de la placa es igual en la de la latitud del emplazamiento menos 10º.

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