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¿Qué es fotovoltaico y su utilizacion?

marzo 18, 2022
¿Qué es fotovoltaico y su utilizacion?

Célula solar

Una célula fotovoltaica está hecha de material semiconductor. Cuando los fotones inciden en una célula fotovoltaica, pueden reflejarse en ella, atravesarla o ser absorbidos por el material semiconductor. Sólo los fotones absorbidos proporcionan energía para generar electricidad. Cuando el material semiconductor absorbe suficiente luz solar (energía solar), los electrones se desprenden de los átomos del material. Un tratamiento especial de la superficie del material durante la fabricación hace que la superficie frontal de la célula sea más receptiva a los electrones desalojados, o libres, de modo que los electrones migran de forma natural a la superficie de la célula.

El movimiento de los electrones, cada uno de los cuales lleva una carga negativa, hacia la superficie frontal de la célula crea un desequilibrio de carga eléctrica entre las superficies frontal y posterior de la célula. Este desequilibrio, a su vez, crea un potencial de tensión como los terminales negativo y positivo de una batería. Los conductores eléctricos de la célula absorben los electrones. Cuando los conductores se conectan en un circuito eléctrico a una carga externa, como una batería, la electricidad fluye en el circuito.

Efecto fotovoltaico

Hay dos tipos principales de tecnología de energía solar: la fotovoltaica (FV) y la térmica. La energía solar fotovoltaica es la que se ve en los tejados de las casas y las empresas: produce electricidad a partir de la energía solar directamente. Las tecnologías solares térmicas utilizan la energía del sol para generar calor, y a partir de él se genera electricidad.

En una célula fotovoltaica, la luz solar desprende electrones de sus átomos de silicio. Los electrones capturan pequeños paquetes de energía lumínica, llamados fotones, y transmiten suficiente energía para liberar el electrón de su átomo anfitrión. Cerca de la superficie superior de la célula hay una “membrana unidireccional” llamada unión pn. La unión pn se forma mediante la difusión de pequeñas cantidades de fósforo a una profundidad de aproximadamente un micrómetro en una fina oblea de silicio.

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Cuando un electrón libre atraviesa la unión pn, no puede regresar fácilmente, lo que hace que aparezca una tensión negativa en la superficie orientada al sol (y una tensión positiva en la superficie posterior). Las superficies delantera y trasera pueden conectarse entre sí mediante un circuito externo para extraer corriente, tensión y energía de la célula solar.

Célula fotovoltaica

La fotovoltaica es la conversión directa de la luz en electricidad a nivel atómico. Algunos materiales presentan una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico que les hace absorber fotones de luz y liberar electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, se produce una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad.

El efecto fotoeléctrico fue observado por primera vez por un físico francés, Edmund Bequerel, en 1839, que descubrió que ciertos materiales producían pequeñas cantidades de corriente eléctrica cuando se exponían a la luz. En 1905, Albert Einstein describió la naturaleza de la luz y el efecto fotoeléctrico en el que se basa la tecnología fotovoltaica, por lo que posteriormente obtuvo el premio Nobel de Física. El primer módulo fotovoltaico fue construido por los Laboratorios Bell en 1954. Se presentó como una batería solar y no pasó de ser una curiosidad, ya que era demasiado caro para su uso generalizado. En la década de 1960, la industria espacial comenzó a hacer el primer uso serio de la tecnología para proporcionar energía a bordo de las naves espaciales. Gracias a los programas espaciales, la tecnología avanzó, se estableció su fiabilidad y el coste empezó a disminuir. Durante la crisis energética de los años setenta, la tecnología fotovoltaica fue reconocida como fuente de energía para aplicaciones no espaciales.

  ¿Cómo está formada una celda fotovoltaica?

Cómo funciona la fotovoltaica

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICALa electricidad generada por los paneles solares fotovoltaicos es inagotable y no contamina, por lo que contribuye al desarrollo sostenible y favorece el empleo local.

Cuando la radiación del sol incide en una de las caras de una célula fotoeléctrica (muchas de las cuales componen un panel solar), produce un diferencial de tensión eléctrica entre ambas caras que hace que los electrones fluyan de una a otra, generando una corriente eléctrica.

En sus inicios, la tecnología fotovoltaica se utilizaba para suministrar electricidad a los satélites. Según la APPA (Asociación Española de Productores de Energías Renovables), el desarrollo de los paneles fotovoltaicos se aceleró en la década de los 50 y en la actualidad se ha convertido en una alternativa al uso de combustibles fósiles.La electricidad generada por los paneles solares fotovoltaicos es inagotable y no contamina, por lo que contribuye al desarrollo sostenible además de favorecer el empleo local.

Frente a las fuentes de energía convencionales como el carbón, el gas, el petróleo o la energía nuclear -cuyas reservas son finitas-, las energías limpias están tan disponibles como el sol del que proceden y se adaptan a los ciclos naturales, de ahí su nombre de “renovables”. Esto las convierte en un elemento esencial de un sistema energético sostenible que permita el desarrollo actual sin poner en riesgo el de las generaciones futuras

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