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Un sistema de energía solar sobre tejado, o sistema fotovoltaico sobre tejado, es un sistema fotovoltaico (FV) que tiene sus paneles solares generadores de electricidad montados en el tejado de un edificio o estructura residencial o comercial[1] Los diversos componentes de dicho sistema incluyen módulos fotovoltaicos, sistemas de montaje, cables, inversores solares y otros accesorios eléctricos[2].
Los sistemas montados en tejados son pequeños en comparación con las centrales solares fotovoltaicas montadas en el suelo a escala de servicio público, con capacidades del orden de los megavatios, por lo que son una forma de generación distribuida. La mayoría de las centrales fotovoltaicas sobre tejado son sistemas fotovoltaicos conectados a la red. Los sistemas fotovoltaicos sobre tejados de edificios residenciales suelen tener una capacidad de entre 5 y 20 kilovatios (kW), mientras que los montados en edificios comerciales suelen alcanzar entre 100 kilovatios y 1 megavatio (MW). Los tejados más grandes pueden albergar sistemas fotovoltaicos a escala industrial de entre 1 y 10 megavatios.
El entorno urbano ofrece una gran cantidad de espacios vacíos en las azoteas y puede evitar intrínsecamente los posibles problemas de uso del suelo y medioambientales. La estimación de la insolación solar en los tejados es un proceso multifacético, ya que los valores de insolación en los tejados se ven afectados por lo siguiente
Célula solar
Este artículo trata sobre la conversión de la energía de la luz solar en electricidad. Para una gama más amplia de usos humanos de la luz solar, véase Energía solar. Para la unidad de luz de las estrellas y galaxias, véase Luminosidad solar.
Un conjunto de sistemas solares fotovoltaicos en un tejado de Hong KongLas tres primeras unidades de energía solar concentrada (CSP) de la central solar española Solnova en primer plano, con las torres de energía solar PS10 y PS20 al fondoEste mapa de recursos solares ofrece un resumen de la energía solar estimada disponible para la generación de electricidad y otras aplicaciones energéticas. Representa la suma media diaria/año de la producción de electricidad de una central solar fotovoltaica de 1 kW de potencia máxima conectada a la red en el periodo 1994/1999/2007 (según la región geográfica) hasta 2015. Fuente: Atlas Solar Global
La energía solar es la conversión de la energía renovable de la luz del sol en electricidad, ya sea directamente utilizando la energía fotovoltaica (FV), indirectamente utilizando la energía solar concentrada, o una combinación. Los sistemas de energía solar concentrada utilizan lentes o espejos y sistemas de seguimiento solar para concentrar una gran superficie de luz solar en un pequeño haz. Las células fotovoltaicas convierten la luz en corriente eléctrica mediante el efecto fotovoltaico[1].
Energía solar
Vista de los paneles solares instalados en 2011 en el tejado del Cuartel General del Mando de Sistemas de Guerra Naval y Espacial, en San Diego. La instalación fotovoltaica en el tejado apoya el objetivo del Departamento de Defensa de aumentar las fuentes de energía renovables hasta el 25% de toda la energía consumida para el año 2025.
A finales de 2021, Estados Unidos contaba con 121.475 megavatios (MW) de capacidad instalada de energía solar fotovoltaica y concentrada combinada[1] En 2018, la energía solar a escala de servicios públicos generó 66,6 teravatios-hora (TWh), el 1,66% de la electricidad total de Estados Unidos. Durante el mismo periodo de tiempo, la generación solar total, incluida la generación fotovoltaica estimada a pequeña escala, fue de 96,1 TWh, el 2,30% de la electricidad total de Estados Unidos[2] En términos de capacidad instalada total acumulada, a finales de 2017 Estados Unidos ocupaba el segundo lugar en el mundo, por detrás de China.
En 2016, el 39% de toda la nueva capacidad de generación de electricidad en el país procedía de la energía solar, más que cualquier otra fuente y por delante del gas natural (29%)[3] En 2015, el empleo en el sector solar había superado al del petróleo y el gas, así como al del carbón en Estados Unidos[4] En 2016, más de 260.000 estadounidenses estaban empleados en la industria solar[5].
Eficiencia de las células solares
Un panel de células solares, panel eléctrico solar, módulo fotovoltaico (PV) o panel solar es un conjunto de células fotovoltaicas montadas en un marco para su instalación. Los paneles solares utilizan la luz solar como fuente de energía para generar electricidad de corriente continua. Un conjunto de módulos fotovoltaicos se llama panel fotovoltaico, y un sistema de paneles fotovoltaicos se llama conjunto. Los conjuntos de un sistema fotovoltaico suministran electricidad solar a los equipos eléctricos.
La observación de Becquerel no volvió a repetirse hasta 1873, cuando Willoughby Smith descubrió que la carga podía ser causada por el impacto de la luz sobre el selenio. Tras este descubrimiento, William Grylls Adams y Richard Evans Day publicaron en 1876 “La acción de la luz sobre el selenio”, describiendo el experimento que utilizaron para replicar los resultados de Smith[1][3].
En 1881, Charles Fritts creó el primer panel solar comercial, del que informó que era “continuo, constante y de fuerza considerable no sólo por la exposición a la luz del sol, sino también a la luz del día tenue y difusa”[4] Sin embargo, estos paneles solares eran muy poco eficientes, especialmente en comparación con las centrales eléctricas de carbón.