Energía Solar Fotovoltaica

Para saber cómo funciona la generación de energía eléctrica a partir de la radiación solar, analicemos el recurso.

La radiación solar es de naturaleza electromagnética, por lo tanto, posee características específicas propias de una onda electromagnética, tales como longitud de onda, frecuencia etc. Existen diferentes tipos de materiales que reaccionan ante la incidencia de las ondas electromagnéticas,  gracias a estas propiedades que se hacen posibles diferentes interacciones energéticas.

El sol irradia un tipo de onda que se ubica dentro del espectro de la luz visible, cada día se observan los primeros rayos de luz durante en el amanecer, y consecuentemente se empieza a pronunciar el gradiente de temperatura a medida que el sol se va ubicando en su punto más alto.

De esta manera podemos decir que el sol nos aporta dos tipos de recurso, que son la luz y el calor, ambos son tipos de energía aprovechable, pues del calor que el sol aporta, se deriva la energía solar térmica aprovechable mediante intercambiadores de calor que tienen como objeto el efectuar variaciones de temperatura en un cuerpo, superficie o fluido, por ejemplo, los intercambiadores o colectores solares que poseen termosifones para agua caliente residencial.

La energía solar térmica tiene su participación en la aplicación de la eficiencia energética, debido a que ofrecen una alternativa para reemplazar los electrodomésticos creados para lograr estos propósitos de cambios de temperatura, lo cuales son grandes consumidores de energía eléctrica y ocasionan desequilibrios en la demanda energética de los hogares, estos son los llamados cargas resistivas, que disipan la energía eléctrica en forma de calor.

 Por otra parte, aprovechando el recurso luminoso de la radiación solar, se convierte la luz solar en electricidad. Este fenómeno se da gracias al efecto fotoeléctrico, donde las partículas atómicas de la luz (fotones) puede dar paso al flujo de partículas de electricidad (electrones).

Al iluminamos una superficie metálica con un haz luminoso de frecuencia apropiada (por ejemplo, se ilumina sodio con luz a una frecuencia de 6×1014/seg) se emiten electrones de la superficie. Sin embargo, para ser recolectada y conducida se requiere de una fuerza que sea capaz de impulsar el flujo de corriente, es decir se necesita una diferencia de potencial o mayormente conocido como voltaje. Así se crea la célula fotovoltaica, que está conformada por dos capas de material semiconductor (silicio) cada una con cargas eléctricas opuestas.

Al incorporar el voltaje requerido, se crean procesos de generación fotovoltaica, de ahí surge el termino, energía solar fotovoltaica y la energía eléctrica se genera mediante el siguiente proceso:

–      El voltaje de la célula fotovoltaica produce un campo eléctrico

–      Incide la luz solar sobre la célula fotovoltaica

–      Se liberan electrones de la superficie

–      Luego un conductor externo (estaño) permite el flujo de electrones de una capa a otra creando una corriente eléctrica

–      Otros conductores (cobre) reciben la corriente eléctrica para conducirla hasta las áreas de consumo o almacenamiento.

Todo este hermoso proceso se da dentro de la placa, celda, modulo o panel solar el cual esta conformado por una cantidad especifica de celdas/células solares que cada una realiza esta generación, y se van recolectando de una celda a otra por los conductores de estaño y luego hacia los conductores de cobre que conducen toda la producción del panel solar, según su capacidad de generación de diseño y según la intensidad de radiación solar de cada hora del dia.

Imagina pequeños pozos de agua conectados a un circuito de tuberías pequeñas, que luego se reúnen en una tubería madre, para luego pasar a un sistema de riego o un tanque de almacenamiento, así el panel solar entrega la energía generada en forma de corriente continua a un inversor de corriente TL para ser consumida inmediatamente o a una batería de ciclo profundo para ser almacenada.

En el próximo articulo te cuento sobre el comportamiento de la radiación solar a lo largo del día en Nicaragua, el potencial energético y la eficiencia de los módulos solares.

Gracias por llegar hasta aquí,

Espero que mi pequeña recopilación de conocimiento te impulse un escalón en tu camino de aprendizaje.

Cálidos Saludos energéticos!

Hasta la próxima!