Luz Solar

LA ENERGÍA SOLAR, EL FUTURO DE LA HUMANIDAD (Perspectiva aplicativa)La energía solar es un recurso inminente para todo ser humano, su intensidad varía enel transcurso del día debido a la rotación de la Tierra, y cambia en las estacionesdebido a la translación de ésta con respecto del Sol. La cantidad de energía que se recibe del Sol anualmente se estima en 1.49x10^8kWh, energía muy superior al consumo mundial. Ésta es limpia, inagotable y no cuesta,sin embargo el problema es como poder convertirla en una forma de energía que sepueda aprovechar, como la eléctrica. La conversión de energía solar en eléctrica se produce en las células solares queson parte del efecto fotovoltaico. Los paneles fotovoltaicos surgen de la necesidad y alta factibilidad para convertirla energía solar en eléctrica útil al hombre; estos paneles son hasta ahora la mejorforma de llevar a cabo esta conversión de manera directa a través del efecto antesmencionado que explicaremos a continuación. El sistema fotovoltaico esta compuesto por 4 partes principales que son: el panelfotovoltaico (el alma de este sistema, ya que es el que genera la corriente eléctrica),una batería, un regulador, y un convertidor. La parte más importante como ya se había mencionado es el panel, que por logeneral contiene de 30 a 48 células fotovoltaicas. Cada una de estas células estaformada por un material semiconductor, ya que en este tipo de materiales los electronesde valencia no están tan fuertemente unidos a los núcleos del átomo y esto permite queel efecto fotovoltaico se lleve a cabo, es decir que los fotones provenientes de laradiación solar que inciden sobre ella arranquen los electrones de valencia de losátomos que constituyen a la célula.

3. Para crear una célula fotovoltaica primero se cortan delgadas obleas de materialsemiconductor (como el silicio), para poder originar un campo eléctrico, positivo en unlado y negativo en el otro, a la zona negativa se le llamará “P” y a la positiva “N”.Posteriormente se deben incrustar impurezas en la parte superior de la célula, lasimpurezas deben ser de un material cuyos átomos tengan más electrones de valenciaque los del material de la célula. Posteriormente se coloca una lámina a lo largo de laparte de abajo de la célula cuya función es sacar la corriente fotovoltaica por la zona P,y luego de atravesar el circuito entrará a la célula por la zona N a través de unapequeña rejilla que no evite la llegada íntegra de los fotones del Sol a la célula. Bien, como ya se había mencionado el panel esta formado por varias célulasconectadas entre sí, ya que una sola no aportaría la energía suficiente para alimentarlas instalaciones que se tienen en la actualidad; la eficiencia de los paneles solaresdepende de varios factores como su posición o la ubicación geográfica, pero tambiénde otro muy importante que es la reflexión de la luz causada por las células, es decir laoblea que forma a las células fotovoltaicas es sumamente pulida lo que hace que puedallegar a reflejar hasta una tercera parte de la luz que incide sobre ella, para evitar estose lleva a cabo un procedimiento llamado “texturizado” en el cual se vuelve rugosa lasuperficie (por medio de pequeñas pirámides microscópicas), lo que hace que la luz seareflejada hacia el interior de las células. Además del panel, otra parte muy importante del sistema fotovoltaico es labatería, ya que ésta es la encargada de almacenar mediante un proceso reversible laenergía eléctrica en forma de energía química, para poder disponer de ésta en periodosque no es posible la generación de ella. Las otras partes importantes del sistema fotovoltaico son: El regulador: que se encarga de controlar el estado de carga de la batería, evitando tanto la descarga por debajo del nivel mínimo, como la sobrecarga. Otro elemento es el convertidor, que adapta la energía proveniente del generador fotovoltaico o de las baterías, que generalmente es en forma de corriente continua a corriente alterna, o simplemente la deja pasar como corriente continua.

4. Todas las partes mencionadas con anterioridad son necesarias para la instalaciónde un sistema fotovoltaico. Por otro lado, es necesario conocer las normas básicas para nuestro sistemafotovoltaico, como son limpiar la superficie del panel muy de vez en cuando, por muchodos veces al año, o mantener las baterías y el regulador en un lugar o contenedor librede humedad o agua para evitar la corrosión o el daño de estas partes. Por último, el panel solar puede estar montado sobre tres tipos de soportes quedebemos tomar en cuenta ya que “(…) tanto la irradiancia como la radiación solarcaptada por un panel fotovoltaico dependen de la orientación e inclinación de éste”(Castro, 2000, p.33) El primer tipo de soporte para el sistema fotovoltaico es sin seguimiento, es decir lasuperficie colectora es fija, por lo que son los más económicos y simples ya que notienen elementos móviles, para este tipo de sistemas se debe de evaluar el ánguloóptimo del panel para tener un buen aprovechamiento. El siguiente sistema es deseguimiento en un eje, es decir sólo tiene un tipo de movimiento; y el tercero y mássofisticado es el de seguimiento y dos ejes, éste maximiza el aprovechamiento de laenergía solar ya que permite que los rayos solares incidan siempre de maneraperpendicular al panel. Este sistema es el más difícil y costoso de conseguir ygeneralmente lo usan instalaciones especiales de alta potencia que mandan energía ala red eléctrica de algún lugar. “El objetivo de cualquier superficie colectora de energía solar es optimizar la energíarecibida a lo largo del día y para ello el caso ideal es que la radiación solar incidaperpendicularmente sobre la superficie de los paneles en el momento” (Castro, 2000,p.33) Con respecto a la energía que se puede obtener a través de una instalaciónfotovoltaica deberá ser necesario conocer los valores de radiación en el tiempo y lugardonde se encuentre nuestra instalación, es por ello que debemos tomar como base de

5. medición los parámetros geográficos, como la altitud del lugar, día del año y la hora deldía, así

...