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Funcionamiento de la Energía Solar Fotovoltaica

 

Hoy damos continuación a nuestros artículos sobre energía solar fotovoltaica abordando el origen en sí de la misma. Es decir, cómo se origina el efecto fotovoltaico con una breve explicación y algún ejemplo gráfico para comprenderlo mejor. Una vez leído el artículo, debería haber podido asimilarse, al menos a modo general, el funcionamiento de la energía solar fotovoltaica

Comenzamos….

Comprendiendo la Energía Fotovoltaica

El artículo tiene que empezar obligatoriamente hablando, como no, de la célula solar fotovoltaica, pues en ella es donde se genera el efecto fotovoltaico.  Aunque ya hemos hablado en numerosas ocasiones sobre la célula solar, recordamos que es un dispositivo electrónico con la facultad de convertir la radiación solar en energía eléctrica, o dicho de un modo más coloquial: es capaz de convertir energía solar en electricidad.

Para tratar de comprenderlo mejor, podemos imaginar que una célula solar se comporta, cuando recibe la radiación del sol, de una forma similar a una pequeña pila , por lo que que puede suministrar una corriente continua a los dispositivos conectados a ella mientras mantiene entre sus polos un voltaje determinado. Por supuesto, si el sol se oculta, es decir, si deja de recibir radiación solar, la célula deja de suministrar corriente.

Es decir, el fundamento de la energía fotovoltaica es que se necesita de la luz solar como materia prima.

El efecto fotovoltaico se conoce desde finales del siglo XIX cuando Heinrich Hertz se percató que el arco voltaico que se origina entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad, pero fue Albert Einstein quién años más tarde formuló la explicación teórica de dicho efecto, dando lugar a las bases de lo que conocemos hoy en día como efecto fotovoltaico.

Fue más tarde, en la década de los 50 del siglo XX, cuando se consiguieron realizar las primeras células solares con eficiencias de conversión apreciables y a partir de los años 70 comienza a comercializarse de un modo incipiente.

Conversión de energía solar en energía fotovoltaica

El efecto fotoeléctrico, a groso modo, se produce cuando una superficie se expone a la radiación electromagnética sobre cierta frecuencia del umbral (luz visible para los metales alcalinos, cerca del ultravioleta para otros metales, y al ultravioleta en el vacío para los no metales), y en esas condiciones la superficie en cuestión absorbe la luz incidente y emite electrones (e). En el caso de la fotovoltaica, la superficie expuesta es la célula solar compuesta fundamentalmente por silicio.

Como ya deberíamos saber, la corriente eléctrica se establece siempre en un circuito cerrado, y por tanto la energía eléctrica generada será entregada a dispositivos de carga o de consumo (teléfonos, electrodomésticos, baterías….). Tal como podemos ver en la figura siguiente, el elemento de consumo sería una resistencia eléctrica con un valor R (en Ohmios), por lo que la potencia disipada en esa resistencia sería el producto de la corriente que circula por ella (I) por la diferenccia de potencial, o tensión, entre sus polos. Ambos, tensión y corriente, originados por la célula. Sería pues: P = I x V.

Esquema funcionamiento de célula solar fotovoltaica

Por lo tanto:

Una célula solar, o si ya hablamos a nivel de producto final, una placa solar, es capaz de generar una corriente eléctrica en un circuito cerrado utilizando como fuente primaria de energía la radiación solar recibida y absorbida por las células solares que componen la placa solar. Este sería, en resumen, el fundamento de cómo funciona la energía solar fotovoltaica.

 

Artículo elaborado por el departamento técnico de SunFields Europe

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