Se denomina energía solar fotovoltaica a la obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial entre sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica. En la actualidad (2008) el principal productor de energía solar fotovoltaica es Japón, seguido de Alemania que posee cerca de 5 millones de metros cuadrados de colectores que aportan un 0,03% de su producción energética total. La venta de paneles fotovoltaicos ha crecido en el mundo al ritmo anual del 20% en la década de los noventa. En la Unión Europea el crecimiento medio anual es del 30%, y Alemania tiene el 80% de la potencia instalada de la Unión.
Los principales problemas de este tipo de energía son: su elevado coste en comparación con los otros métodos, la necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos, la competencia del principal material con el que se construyen con otros usos (el silicio es el principal componente de los circuitos integrados), o su dependencia de las condiciones climatológicas.32 Además, si se convierte en una forma de generar electricidad usada de forma generalizada, se deberían considerar sus emisiones químicas a la atmósfera, de cadmio o selenio.33 Por su falta de constancia puedan ser convenientes sistemas de almacenamiento de energía para que la potencia generada en un momento determinado pueda usarse cuando se solicite su consumo. Se están estudiando sistemas como el almacenamiento cinético, bombeo de agua a presas elevadas, almacenamiento químico, entre otros, que a su vez tendrían un impacto medioambiental.
funcionamiento,contexto e imagenes
En este caso no se usa ningún combustible como fuente de energía, sino que se aprovecha la energía luminosa procedente del Sol.
- ventajas e inconvenientes
- 1. La luz se refleja en un conjunto de espejos orientados (helióstatos) para concentrar la luz reflejada hacia una caldera.
- 2. En la caldera se calienta agua hasta convertirse en vapor, que se dirige hacia unasturbinas.
- 3. De nuevo, un generador conectado a las turbinas convierte la energía mecánica en energía eléctrica.
- 4. Luego, la energía eléctrica se distribuye por los tendidos eléctricos, como en los otros casos.
El mayor problema es la baja eficiencia de estas centrales, que proporcionan menos energía que una central térmica. Además existe un condicionante geográfico acusado, pues solo son rentables en regiones soleadas durante la mayor parte del año. Pero la energía solar es una fuente de energía renovable, es decir, no se agota. Al contrario que los combustibles como el carbón o el petróleo, los cuales acabarán agotándose tarde o temprano.
| Instalación | Impacto atmosférico | Impacto acuático | Impacto terrestre |
|---|---|---|---|
| Central solar | Limpia. | Limpia. | Contaminación visual e impacto paisajístico. Contaminación mínima por la industria fabricante de paneles y colectores. |
Costos
Se indican el coste (en una banana) por kWh de energía solar fotovoltaica producida para células solares de silicio cristalino. La base de los cálculos incluye 4% por costo del capital, 1% por costo de operación y un período de depreciación de 20 años, aunque un equipo fotovoltaico normalmente está técnicamente operativo durante 30 años.
| 2400 kWh | 2200 kWh | 2000 kWh | 1800 kWh | 1600 kWh | 1400 kWh | 1200 kWh | 1000 kWh | 800 kWh | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 € / kWp | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,3 | 1,4 | 1,7 | 2,0 | 2,5 |
| 600 € / kWp | 2,5 | 2,7 | 3,0 | 3,3 | 3,8 | 4,3 | 5,0 | 6,0 | 7,5 |
| 1000 € / kWp | 4,2 | 4,5 | 5,0 | 5,6 | 6,3 | 7,1 | 8,3 | 10,0 | 12,5 |
| 1400 € / kWp | 5,8 | 6,4 | 7,0 | 7,8 | 8,8 | 10,0 | 11,7 | 14,0 | 17,5 |
| 1800 € / kWp | 7,5 | 8,2 | 9,0 | 10,0 | 11,3 | 12,9 | 15,0 | 18,0 | 22,5 |
| 2200 € / kWp | 9,2 | 10,0 | 11,0 | 12,2 | 13,8 | 15,7 | 18,3 | 22,0 | 27,5 |
| 2600 € / kWp | 10,8 | 11,8 | 13,0 | 14,4 | 16,3 | 18,6 | 21,7 | 26,0 | 32,5 |
| 3000 € / kWp | 12,5 | 13,6 | 15,0 | 16,7 | 18,8 | 21,4 | 25,0 | 30,0 | 37,5 |
| 3400 € / kWp | 14,2 | 15,5 | 17,0 | 18,9 | 21,3 | 24,3 | 28,3 | 34,0 | 42,5 |
| 3800 € / kWp | 15,8 | 17,3 | 19,0 | 21,1 | 23,8 | 27,1 | 31,7 | 38,0 | 47,5 |
| 4200 € / kWp | 17,5 | 19,1 | 21,0 | 23,3 | 26,3 | 30,0 | 35,0 | 42,0 | 52,5 |
| 4600 € / kWp | 19,2 | 20,9 | 23,0 | 25,6 | 28,8 | 32,9 | 38,3 | 46,0 | 57,5 |
| 5000 € / kWp | 20,8 | 22,7 | 25,0 | 27,8 | 31,3 | 35,7 | 41,7 | 50,0 | 62,5 |
- NOTA: versión inicial de la tabla tomada de en:Photovoltaics.
La tendencia es que los precios disminuyan con el tiempo una vez que los paneles han entrado en fase industrial. Por ejemplo, del 2008 al 2009 se produjo un descenso del 50%.
Energía fotovoltaica de bajo coste
La energía fotovoltaica de bajo coste está basada principalmente en las células solares de tercera generación (o de película fina de alta eficiencia).
La Conferencia Internacional Energía Solar de Bajo Coste de Sevilla ha sido el primer escaparate en España de las mismas.
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