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¿Cómo se construye un campo fotovoltaico?

marzo 16, 2022
¿Cómo se construye un campo fotovoltaico?

Huerta solar

Comercializada desde los años 70, la tecnología fotovoltaica convierte la energía de la radiación solar directamente en electricidad mediante materiales semiconductores. No tiene piezas mecánicas móviles, por lo que dura décadas y requiere un mantenimiento mínimo. Los proyectos fotovoltaicos abarcan desde proyectos a pequeña escala para iluminación y bombeo hasta proyectos a gran escala para edificios enteros e incluso “granjas” fotovoltaicas a escala comercial.

En general, la electricidad solar es más cara por kilovatio (kW) que muchas otras fuentes de electricidad, pero tiene una serie de ventajas. Como un sistema fotovoltaico puede ubicarse en el lugar del usuario, a menudo puede compensar la tarifa eléctrica minorista completa de la instalación, en lugar del precio de la energía al por mayor. Además, la electricidad fotovoltaica suele ajustarse muy bien a los picos de demanda, especialmente en los climas más cálidos, y puede compensar las tarifas eléctricas máximas. Es modular y puede instalarse en cualquier tamaño necesario, con la única limitación de la disponibilidad de un tejado soleado o un espacio en el suelo. Además, la tecnología fotovoltaica suele tener más incentivos que otras tecnologías de energías renovables. Por ejemplo, en los estados que tienen una “reserva solar” en sus requisitos de energía renovable, los certificados de energía renovable pueden ser mucho más altos que los previstos para otras tecnologías.

Tecnología fotovoltaica

Una célula fotovoltaica (FV) es una tecnología de captación de energía que convierte la energía solar en electricidad útil mediante un proceso denominado efecto fotovoltaico. Existen varios tipos de células fotovoltaicas que utilizan semiconductores para interactuar con los fotones del sol y generar una corriente eléctrica.

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Una célula fotovoltaica se compone de muchas capas de materiales, cada una de ellas con una finalidad específica. La capa más importante de una célula fotovoltaica es la capa semiconductora especialmente tratada. Se compone de dos capas distintas (tipo p y tipo n – véase la figura 3), y es la que realmente convierte la energía del Sol en electricidad útil a través de un proceso llamado efecto fotovoltaico (véase más adelante). A ambos lados del semiconductor hay una capa de material conductor que “recoge” la electricidad producida. Hay que tener en cuenta que la cara posterior o sombreada de la célula puede permitirse el lujo de estar completamente cubierta por el conductor, mientras que la cara frontal o iluminada debe utilizar los conductores con moderación para no bloquear demasiado la radiación solar que llega al semiconductor. La última capa, que se aplica sólo al lado iluminado de la célula, es el revestimiento antirreflectante. Dado que todos los semiconductores son naturalmente reflectantes, las pérdidas por reflexión pueden ser importantes. La solución es utilizar una o varias capas de un revestimiento antirreflectante (similar a los que se utilizan para las gafas y las cámaras) para reducir la cantidad de radiación solar que se refleja en la superficie de la célula[2].

Historia de la energía solar

Una central fotovoltaica, también conocida como parque solar, huerto solar o planta de energía solar, es un sistema de energía fotovoltaica (sistema FV) a gran escala conectado a la red y diseñado para el suministro de energía comercial. Se diferencian de la mayor parte de la energía solar montada en edificios y de otros tipos de energía descentralizada porque suministran energía a nivel de la empresa de servicios públicos, en lugar de a un usuario o usuarios locales. La expresión genérica “solar a escala de servicios públicos” se utiliza a veces para describir este tipo de proyectos.

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La fuente de energía solar es a través de módulos fotovoltaicos que convierten la luz directamente en electricidad. Sin embargo, esto difiere y no debe confundirse con la energía solar concentrada, la otra tecnología de generación solar a gran escala, que utiliza el calor para accionar una serie de sistemas generadores convencionales. Ambos enfoques tienen sus propias ventajas y desventajas, pero hasta la fecha, por diversas razones, la tecnología fotovoltaica ha visto un uso mucho más amplio en el campo. A partir de 2019[actualización], los sistemas de concentradores representaban alrededor del 3% de la capacidad de energía solar a escala de servicios públicos[1][2].

Crecimiento de la energía solar

Puntos cuánticosLas células solares de puntos cuánticos conducen la electricidad a través de diminutas partículas de diferentes materiales semiconductores de apenas unos nanómetros de ancho, llamadas puntos cuánticos. Los puntos cuánticos proporcionan una nueva forma de procesar materiales semiconductores, pero es difícil crear una conexión eléctrica entre ellos, por lo que actualmente no son muy eficientes. Sin embargo, son fáciles de convertir en células solares. Pueden depositarse en un sustrato mediante un método de recubrimiento por rotación, un spray o impresoras de rollo a rollo como las que se utilizan para imprimir periódicos.Los puntos cuánticos vienen en varios tamaños y su banda prohibida es personalizable, lo que les permite recoger la luz que es difícil de captar y emparejarse con otros semiconductores, como las perovskitas, para optimizar el rendimiento de una célula solar multijunción (más información sobre ellas más adelante).

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