Introducción a la energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica es una de las energías renovables que se presentan como una alternativa a las fuentes tradicionales de energía.

La luz solar forma parte del espectro electromagnético, que se desplaza por el espacio en todas direcciones. Alcanza la Tierra en un tiempo de 8 minutos.

Se ha calculado que la potencia de irradacción del Sol es de 200x1012 KW más que la potencia de todas las centrales eléctricas en funcionamiento actualmente en la Tierra.

Usa ciertos materiales semiconductores y capta los fotones transmitidos en la luz solar para transformarlos en electricidad.

Existen tres tipos principales de paneles:

La potencia de un panel puede variar desde 5 hasta 210 Wp.

Instalación de las placas

Las dos variables esenciales a tener encuenta para la instlación de las placas son:

Los paneles o módulos solares fotovoltaicos captan los fotones contenidos en los rayos solares, y los transforman en una corriente continua de electricidad.

Esta electricidad (corriente continua) se transforma en corriente alterna, mediante un ondulador o inversor.

La electricidad puede usarse drectamente, almacenar (en acumuladores o baterías) para suposterior uso o bien venderla a la compañía eléctrica.

Instalación autónoma de la energía fotovoltaica

Venta a red

Los gobiernos y las instituciones públicas de muchos países, entre ellos el gobierno español y sus autonomías, han favorecido la instalación de plantas de energía solar fotovoltaica, mediante diferentes tipos de subvenciones y ayudas.

Es el Real Decreto 436/2004 el que favorece y potencia decididamente la instalación de plantas de energía solar fotovoltaica, primando el KW hora producido.

Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.

Disposición derogatoria única. Derogación normativa.
Sin perjuicio de su aplicación transitoria en los términos previstos en el presente real decreto, queda derogado el Real Decreto 436/2004, de 12 de marzo, por el que se establece la metodología para la actualización y sistematización del régimen jurídico y económico de la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial, así como cualquiera otra disposición de igual o inferior rango en lo que se oponga a este real decreto.

Los productores de energía eléctrica en régimen especial deberán elegir si ceden la energía a una tarifa regulada o si prefieren venderla en un mercado organizado, con una prima.

El precio de la tarifa regulada se establece en 44,0381 Céntimos de Euro por KWh durante los primeros 25 años y de 35,2305 Céntimos durante el resto de la vida de la instalación. Estos precios equivalen al precio actual de la tarifa de régimen especial, con la prima del 575 % y 460 % que determina el decreto 436/04.

Las tarifas, primas, etc se actualizarán anualmente tomando como referencia el incremento del IPC menos 25 puntos básicos hasta 31/12/2012 e IPC menos 50 puntos básicos a partir de dicha fecha.

Conceptos

Antes de entrar a definir los aspectos técnicos, entendemos sería conveniente fijar algunos conceptos mínimos que detallamos a continuación.

Silicio : Elemento químico del que básicamente se componen las células de un panel solar. Es de naturaleza prácticamente metálica, gris oscuro y de excelentes propiedades semiconductoras.

Efecto Fotovoltaico: Conversión directa de la energía luminosa en energía eléctrica.

Célula Fotovoltaica: Unidad básica del sistema fotovoltaico donde se produce la transformación de la luz solar en energía eléctrica.

Módulo o Panel Fotovoltaico: Es el conjunto formado por las distintas células fotovoltaicas interconectadas, encapsuladas y protegidas por un vidrio en su cara anterior y por un marco por los laterales. El módulo está provisto de terminales para su conexión a la instalación.

Central Fotovoltaica o Sistema Conectado a Red: Sistema fotovoltaico que actúa como una central generadora de electricidad, suministrando energía a la red.

Huerta solar : Conjunto de plantas solares agrupadas que componen una única instalación

Inversor: Transforma la corriente continua que suministran los paneles en corriente alterna para su uso tanto en sistemas aislados como en sistemas conectados a red.

Contador: Mide la energía producida (kwh) y enviada a la red.

Fotón: Energía que absorven los cuerpos al recibir la luz del sol.

Vatio (W) : Unidad de potencia eléctrica, que equivale a un julio por segundo.

Vatio-pico (wp) : Unidad en que se mide la potencia que un panel fotovoltaico produce en condiciones óptimas. El coste de un panel es directamente proporcional a los vatios-pico.

Kilovatio-pico (Kwp): Mil vatios-pico. Las instalaciones de fotovoltaica se miden en esta unidad. Ambas unidades expresan la potencia nominal, no la energía producida.

Kilovatio-hora: Unidad de energía. Energía producida por una potencia de un kilovatio durante una hora. Unidad utilizada en las tarifas eléctricas.

Producción óptima: . Kilowatios-hora que generarían los paneles si no tuviesen ninguna pérdida, esto es, en una situación ideal.

Nominal Operating Cell Temperature (NOCT): Temperatura a la que trabaja una célula en un módulo bajo las Condiciones de Operación Estándar, que es de 20º Centígrados de temperatura ambiente, irradiación de 0.8 kW/m2 y velocidad media del viento de 1 m/s, con el viento orientado en paralelo al plano de la estructura y todos los lados de la estructura totalmente expuestos al viento

Pérdidas: Razones por las que los paneles no consiguen la producción óptima. Son muy variadas, desde el polvo, la orientación, eficacia de los módulos y otros elementos de la instalación… Las pérdidas suelen expresarse en % sobre la producción óptima. En el mundo fotovoltaico se habla también del PR (Performance ratio), y que corresponde al porcentaje de producción con pérdidas llevado a la unidad. Un 30% de perdidas = 0,70 PR.

Eficiencia: En lo que respecta a células solares es el porcentaje de energía solar que es transformada en energía eléctrica por la célula.

Orientación: Ángulo de orientación respecto al Sur Solar de la superficie de un panel. El Sur geográfico (o real) no debe confundirse con el magnético, que es el que señala la brújula, aunque en el caso de España la diferencia no suponga grandes desviaciones.

Inclinación: Ángulo que forma el panel fotovoltaico con una superficie perfectamente horizontal.

Radiación Solar: Cantidad de energía procedente del sol que se recibe en una superficie y tiempo determinados.

Rendimiento: Es la relación que existe entre la energía que realmente transforma en energía útil y la que requiere un determinado equipo para su funcionamiento.

Estructura fija: Soporte sobre el que se colocan los paneles solares.

Seguidor solar: Estructura sobre la que se colocan los paneles solares, que mantienen orientados los paneles hacia el sol en todo momento.

Seguidor solar un eje: Realiza un seguimiento del sol este-oeste a lo largo del día.

Seguidor solar dos ejes: Realiza un seguimiento del sol este-oeste y norte-sur.