En un mundo en el que el cambio climático se ha convertido en una gran preocupación a nivel mundial, los sistemas fotovoltaicos son una fuente de energía renovable muy prometedora. Pero ¿en qué consisten y cómo funcionan?
Para muchos, los sistemas solares fotovoltaicos y el proceso de producción de electricidad siguen siendo un misterio. Para comprender en su totalidad este sistema de energía solar que parece tan desconocido, hay que empezar por lo más básico.
Componentes del sistema fotovoltaico
Los sistemas fotovoltaicos se refieren a la combinación de paneles solares, inversores, estructuras de montaje y otros componentes del balance del sistema (BOS). Dependiendo de la configuración, puedes encontrarte con sistemas que utilizan diferentes tipos de inversores u optimizadores. Sin embargo, los componentes generales siguen siendo los mismos.
Los paneles solares contienen numerosas células fotovoltaicas que trabajan juntas para convertir la luz solar en electricidad. Este proceso se denomina conversión fotovoltaico.
El segundo componente, igual de importante, es el inversor. Aunque los paneles son los que más se conocen, la electricidad generada resulta inútil sin inversores. Actualmente, la mayoría de los sistemas utilizan inversores string, microinversores o inversores de potencia.
La gran mayoría de los sistemas fotovoltaicos instalados están conectados a la red (On-Grid). Sin embargo, los hogares y las empresas que prefieren ser totalmente independientes también tienen la opción de un sistema solar fotovoltaico sin conexión a la red (Off-Grid)
Proceso de generación de electricidad
Estos sistemas utilizan celdas solares para capturar y convertir la energía del sol en electricidad. Las celdas suelen contener una capa de material semiconductor con carga positiva y otra con carga negativa, como el silicio.
Cuando la luz solar incide en los paneles, las celdas capturan la energía de los fotones y la transfieren a los electrones. El campo existente entre las dos capas genera entonces una corriente continua. A partir de ahí, los contactos metálicos de las celdas extraen la corriente de los paneles hacia las baterías o el inversor.
Conversión en electricidad utilizable
La electricidad generada inicialmente por los paneles o las matrices solares es corriente continua (DC). Sin embargo, la corriente continua no es apta para la mayoría de los electrodomésticos. Hay que convertirla en corriente alterna (AC) con un inversor adecuado.
Dependiendo de la configuración, la corriente continua se envía a las baterías para almacenarla para un mal día o directamente al inversor. Si se envía al inversor, éste la transforma y envía la electricidad de corriente alterna a los electrodomésticos de la casa y el excedente se devuelve a la red eléctrica.
Aunque un sistema fotovoltaico con una eficiencia del 100% sería estupendo, actualmente es imposible. La eficiencia de un sistema de energía solar puede variar en función de varios factores, como la temperatura, la suciedad, la antigüedad y las sombras.
Tipos de celdas solares
Los paneles suelen utilizar uno de los tres tipos de celdas solares. Las dos que actualmente dominan el mercado son las celdas de silicio monocristalino y policristalino.
Cada una tiene sus ventajas e inconvenientes. Por ejemplo, las celdas monocristalinas tienen una mayor eficiencia, pero son más caras de producir. Por otro lado, las celdas policristalinas tienen menores costes de producción, pero son menos eficientes.
El tercer tipo es una celda de película fina. Mientras que las otras dos son las más comunes, las restricciones comerciales y los problemas en la cadena de suministro han puesto el foco en este material.
Las celdas de película fina ofrecen la máxima producción en sombra parcial, un mayor rendimiento en condiciones de poca luz y son extremadamente ligeras. Sin embargo, son menos eficientes que las otras dos y requieren más espacio y equipamiento.
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