Solar Fotovoltáica
La energía solar fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico, es decir, en la conversión de la energía lumínica proveniente del sol en energía eléctrica, a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo (célula solar) que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores. El desarrollo de estos sistemas está ligado en origen a la técnica de los satélites artificiales, debidos a la fiabilidad de su funcionamiento y su reducido peso.
Actualmente existen dos formas de utilización de la energía fotovoltaica:
1. Instalaciones en isla o aisladas de la red pública. Se trata una opción ecológica, fiable y segura de obtener energía eléctrica en lugares que no disponen de acceso a la red eléctrica convencional.
El funcionamiento de una instalación en isla puede resumirse en 4 pasos:
- Producción de energía eléctrica. Las células solares del generador solar producen, directamente, energía eléctrica a partir de la luz incidente. Se trata de corriente continua, igual a la que se extrae de las baterías.
- Almacenamiento de la energía eléctrica. La energía eléctrica producida se almacena en acumuladores o baterías de corriente continua, para así poder disponer de esta durante las 24 horas del día y en días de escasa radiación. Las baterías están protegidas de sobrecargas o descargas mediante un regulador.
- Conversión de corriente. Esta corriente continua (12 o 24V), producida por el generador solar y almacenada, se convierte en corriente alterna, compatible con los electrodomésticos (220V y 50Hz), a través del inversor de corriente.
- Aprovechamiento de la electricidad. Tras la producción y conversión de la corriente, la energía solar está preparada para ser utilizada como electricidad. Un contador propio mide la energía consumida.
Las aplicaciones más comunes de estas instalaciones son:
- Electrificación de viviendas alejadas de la red eléctrica.
- Aplicaciones agrícolas y ganaderas: bombeo de agua, sistemas de riego, iluminación de invernaderos y granjas,…
- Señalización y comunicación: navegación aérea y marítima, señalización de carreteras, repetidores,…
- Iluminación pública: calles, monumentos, paradas de autobús,…
- Sistemas de depuración de agua.
2. Instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red eléctrica. Su objetivo es el de producir energía eléctrica para inyectarla a la red y ser vendida a las compañías eléctricas.
El funcionamiento de una instalación en red puede resumirse en 3 pasos:
- Producción de energía eléctrica. Las células solares del generador solar producen, directamente, energía eléctrica a partir de la luz incidente. Se trata de corriente continua, igual a la que se extrae de las baterías.
- Conversión de corriente. La corriente continua producida por el generador solar se convierte en corriente alterna compatible con la red eléctrica (230V), a través del inversor de corriente. Y, posteriormente, a 380V, dependiendo del tipo de instalación.
- Aprovechamiento de la electricidad. Tras la producción y conversión de la corriente, se aprovecha la electricidad. Al contrario de los sistemas aislados, que almacenan de forma laboriosa la electricidad solar en baterías-acumuladores, las instalaciones conectadas a red, sencillamente, añaden la energía producida a la red de distribución eléctrica. En este caso, para proteger el equipo y cableado existen diferentes tipos de protección: equipos que desconectan la instalación en caso de pérdida de aislamiento, protecciones de tensión y frecuencia, diferenciales que protegen contra contactos directos y magnetotérmicos que protegen el sistema de sobrecargas.
Para medir la energía cedida, un contador de compra-venta mide la energía bruta restando la que se ha consumido en la propia instalación, de ser así, para poder facturar a la compañía eléctrica la energía neta inyectada en la red. Además, existe el contador de entrada de la vivienda o instalación, que contabiliza la energía que se consume en este, independientemente de la instalación fotovoltaica.