Energía solar fotovoltaicaDe Wikipedia, la enciclopedia libreSaltar a: navegación, búsqueda

Célula solar monocristalina durante su fabricación.

Estación de servicio móvil en Francia que recarga la energía de los coches eléctricos mediante energía fotovoltaica.

La energía solar fotovoltaica es un tipo de electricidad renovable 1 obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamado célula solar de película fina.2

Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas de la red eléctrica y para producir electricidad a gran escala a

través de redes de distribución. Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los últimos años.3 4

Entre los años 2001 y 2012 se ha producido un crecimiento exponencial de la producción de energía fotovoltaica, doblándose aproximadamente cada dos años.5 Si esta tendencia continúa, la energía fotovoltaica cubriría el 10% del consumo energético mundial en 2018, alcanzando una producción aproximada de 2.200 TWh,6 y podría llegar a proporcionar el 100% de las necesidades energéticas actuales en torno al año 2027.7

A finales de 2012, se habían instalado en todo el mundo más de 100 GW de potencia fotovoltaica.8 Gracias a ello la energía solar fotovoltaica es actualmente, después de las energías hidroeléctrica y eólica, la tercera fuente de energía renovable más importante en términos de capacidad instalada a nivel global, y supone ya una fracción significante del mix eléctrico en la Unión Europea, cubriendo de media el 3-5% de la demanda y en torno al 6-9% en los períodos de mayor producción, en países como Alemania, Italia o España.9 10 11

12 13

Gracias a los avances tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste de la energía solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales,14 aumentando a su vez la eficiencia, y logrando que su coste medio de generación eléctrica sea ya competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red.15 16 Programas de incentivos económicos, primero, y posteriormente sistemas de autoconsumo fotovoltaico y balance neto sin subsidios, han apoyado la instalación de la fotovoltaica en un gran número de países, contribuyendo a evitar la emisión de una mayor cantidad de gases de efecto invernadero.17

La tasa de retorno energético de esta tecnología, por su parte, es cada vez menor. Con la tecnología actual, los paneles fotovoltaicos recuperan la energía necesaria para su fabricación en un período comprendido entre 6 meses y 1,4 años; teniendo en cuenta que su vida útil media es superior a 30 años, producen electricidad limpia durante más del 95% de su ciclo de vida.18

Índice

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1 Historia o 1.1 Primeras aplicaciones: energía solar espacial

2 Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica 3 La energía fotovoltaica en España

o 3.1 Situación actual en España 4 La fotovoltaica en el resto del mundo

o 4.1 Alemania o 4.2 Italia

o 4.3 China o 4.4 Estados Unidos o 4.5 Japón o 4.6 Resto de países

5 Plantas fotovoltaicas de conexión a red o 5.1 Plantas de concentración fotovoltaica

6 Componentes de una planta solar fotovoltaica o 6.1 Paneles solares fotovoltaicos o 6.2 Inversores o 6.3 Seguidores solares o 6.4 Cableado

7 Autoconsumo y Balance neto 8 Eficiencia y costos

o 8.1 Energía fotovoltaica de capa fina o Thin film 9 Reciclaje de módulos fotovoltaicos 10 Véase también 11 Referencias 12 Bibliografía 13 Enlaces externos

o 13.1 Módulos de capa fina

[editar] Historia

El término "fotovoltaico" proviene del griego φώς:phos, que significa "luz", y voltaico, que proviene del campo de la electricidad, en honor al físico italiano Alejandro Volta, (que también proporciona el término voltio a la unidad de medida de la diferencia de potencial en el Sistema Internacional de medidas). El término fotovoltaico se comenzó a usar en Reino Unido desde el año 1849.19

El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 1839 por el físico francés Alexandre-Edmond Becquerel,20 21 pero la primera célula solar no se construyó hasta 1883. Su autor fue Charles Fritts, quien recubrió una muestra de selenio semiconductor con un pan de oro para formar el empalme. Este primitivo dispositivo presentaba una eficiencia de sólo un 1%.22 Los estudios realizados en el siglo XIX por Michael Faraday, James Clerk Maxwell, Nikola Tesla y Heinrich Hertz sobre inducción electromagnética, fuerzas eléctricas y ondas electromagnéticas, y sobre todo los de Albert Einstein en 1905, proporcionaron la base teórica al efecto fotoeléctrico,23 que es el fundamento de la conversión de energía solar a electricidad.

Russell Ohl patentó la célula solar moderna en el año 1946,24 aunque Sven Ason Berglund había patentado, con anterioridad, un método que trataba de incrementar la capacidad de las células fotosensibles.

La era moderna de la tecnología de potencia solar no llegó hasta el año 1954 cuando los Laboratorios Bell,25 descubrieron, de manera accidental, que los semiconductores de silicio

dopado con ciertas impurezas, eran muy sensibles a la luz. Estos avances contribuyeron a la fabricación de la primera célula solar comercial con una conversión de la energía solar de, aproximadamente, el 6%.26 27

La Estación Espacial Internacional, que obtiene su energía a través de paneles fotovoltaicos, fotografiada contra la negrura del espacio y la delgada línea de la atmósfera de la Tierra.

Detalle de los paneles solares fotovoltaicos de la Estación Espacial Internacional.

[editar] Primeras aplicaciones: energía solar espacial

Artículo principal: Energía solar espacial.

La URSS lanzó su primer satélite espacial en el año 1957, y Estados Unidos le seguiría un año después. La primera nave espacial que usó paneles solares fue el satélite norteamericano Vanguard 1, lanzado en marzo de 1958 (hoy en día el satélite más antiguo aún en órbita). En el diseño de éste se usaron células solares creadas por Peter Iles en un esfuerzo encabezado por la compañía Hoffman Electronics.28 El sistema fotovoltaico le permitió seguir transmitiendo durante siete años mientras que las baterías químicas se agotaron en sólo 20 días.29

Pocos años después, en 1962, el Telstar se convirtió en el primer satélite de comunicaciones equipado con células solares, que eran capaces de proporcionar una potencia de 14 W.30 Este hito generó un gran interés en la producción y lanzamiento de satélites geoestacionarios para el desarrollo de las comunicaciones, en los que la energía provendría de un dispositivo de captación de la luz solar. Fue un desarrollo crucial que estimuló la investigación por parte de algunos gobiernos y que impulsó la mejora de los paneles fotovoltaicos.31

Gradualmente, la industria espacial se decantó por el uso de células solares de arseniuro de galio (GaAs), debido a su mayor eficiencia frente a las células de silicio. En 1970 la primera célula solar con heteroestructura de arseniuro de galio y altamente eficiente se

desarrolló en la extinta Unión Soviética por Zhorés Alfiórov y su equipo de investigación.32

33

A partir de 1971, las estaciones espaciales soviéticas del programa Salyut fueron la primeras en obtener su energía a partir de células solares acopladas a los lados del módulos orbital,34 al igual que la estación norteamericana Skylab, pocos años después.35

En la década de 1970, tras la primera crisis del petróleo, el Departamento de Energía de los Estados Unidos y la NASA (agencia espacial de este mismo país) iniciaron el estudio del concepto de energía solar en el espacio, que ambicionaba el abastecimiento energético terrestre mediante satélites espaciales. En 1979 propusieron una flota de satélites en órbita geoestacionaria, cada uno de los cuales mediría 5 x 10 km y produciría entre 5 y 10 GW. La construcción implicaba la creación de una gran factoría espacial donde trabajarían continuamente cientos de astronautas. Este gigantismo era típico de una época en la que se proyectaba la creación de grandes ciudades espaciales. Dejando aparte las dificultades técnicas, la propuesta fue desechada en 1981 por implicar un coste disparatado.36 A mediados de los años 80, con el petróleo de nuevo en precios bajos, el programa fue cancelado.37

No obstante, las aplicaciones fotovoltaicas en los satélites espaciales continuaron su desarrollo. La producción de equipos de deposición química de metales por vapores orgánicos o MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition),38 no se desarrolló hasta la década de 1980, limitando la capacidad de las compañías en la manufactura de células solares de arseniuro de galio. La primera compañía que manufacturó paneles solares en cantidades industriales, a partir de uniones simples de GaAs, con una eficiencia de AM0 (Air Mass Zero) del 17% fue la norteamericana ASEC (Applied Solar Energy Corporation). Las células de doble unión comenzaron su producción en cantidades industriales por ASEC en 1989, de manera accidental, como consecuencia de un cambio del GaAs sobre los sustratos de GaAs, a GaAs sobre sustratos de germanio.

Ilustración de la sonda Mars Reconnaissance Orbiter, equipada con paneles solares fotovoltaicos en la órbita de Marte.

La tecnología fotovoltaica, si bien no es la única que se utiliza, sigue predominando actualmente en los satélites de órbita terrestre.39 Por ejemplo, las sondas Magallanes, Mars Global Surveyor y Mars Observer, de la NASA, usaron paneles fotovoltaicos,40 41 42 así como el Telescopio espacial Hubble,43 en órbita alrededor de la Tierra. La Estación Espacial Internacional, también en órbita terrestre, está dotada de grandes sistemas fotovoltaicos que alimentan todo el complejo espacial,44 45 al igual que en su día la estación espacial Mir.46 Otros vehículos espaciales que utilizan la energía fotovoltaica para abastecerse son la sonda Mars Reconnaissance Orbiter,47 y Spirit y Opportunity, los robots de la NASA en Marte.48 49

La nave Rosetta, lanzada en 2004 en órbita hacia un cometa tan lejano del Sol como el planeta Júpiter (5,25 AU), dispone también de paneles solares;50 anteriormente el uso más lejano de la energía solar espacial había sido el de la sonda Stardust,51 a 2 AU. La energía fotovoltaica se ha empleado también con éxito en la misión europea no tripulada a la Luna, SMART-1, mediante un propulsor de efecto Hall.52 La sonda espacial Juno será la primera misión a Júpiter en usar paneles fotovoltaicos en lugar de un generador termoeléctrico de radioisótopos, tradicionalmente usados en las misiones espaciales al exterior del Sistema Solar.53 Actualmente se está estudiando el potencial de la fotovoltaica para equipar las naves espaciales que orbiten más allá de Júpiter.54

[editar] Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica

Parquímetro abastecido mediante energía solar fotovoltaica, en Hannover, Alemania.

Desde su aparición en la industria aeroespacial, donde se ha convertido en el medio más fiable para suministrar energía eléctrica en los vehículos espaciales,55 la energía solar fotovoltaica ha desarrollado un gran número de aplicaciones terrestres. La producción industrial a gran escala de paneles fotovoltaicos comenzó en la década de los 80, y entre sus múltiples usos se pueden destacar:

Centrales conectadas a red para suministro eléctrico.56

Sistemas de autoconsumo fotovoltaico. Electrificación de pueblos en áreas remotas (electrificación rural).57

Suministro eléctrico de instalaciones médicas en áreas rurales. Corriente eléctrica para viviendas aisladas de la red eléctrica.58

Sistemas de comunicaciones de emergencia.58

Estaciones repetidoras de microondas y de radio.58

Sistemas de vigilancia de datos ambientales y de calidad del agua.58

Faros, boyas y balizas de navegación marítima.58

Bombeo para sistemas de riego, agua potable en áreas rurales y abrevaderos para el ganado.58 59

Balizamiento para protección aeronáutica.58

Sistemas de protección catódica.58

Sistemas de desalinización.58

Vehículos de recreo.58

Señalización ferroviaria .58

Sistemas de carga para los acumuladores de barcos. Postes de SOS (Teléfonos de emergencia en carretera).58

Parquímetros .60 61

Recarga de vehículos eléctricos.62

En entornos aislados, donde se requiere poca potencia eléctrica y el acceso a la red es difícil, como señalización de vías públicas, estaciones meteorológicas o repetidores de comunicaciones, se emplean las placas fotovoltaicas como alternativa económicamente viable. Para comprender la importancia de esta posibilidad, conviene tener en cuenta que aproximadamente una cuarta parte de la población mundial todavía no tiene acceso a la energía eléctrica.63

[editar] La energía fotovoltaica en España

Mapa de radiación solar en España.

Fachada fotovoltaica en el edificio MNACTEC (Terrassa, España).Véase también: Energía solar en España.

España es uno de los países de Europa con mayor irradiación anual.39 Esto hace que la energía solar sea en este país más rentable que en otros. Regiones como el norte de España, que generalmente se consideran poco adecuadas para la energía fotovoltaica, reciben más irradiación anual que la media en Alemania, país que mantiene desde hace años el liderazgo en la promoción de la energía solar fotovoltaica.39

La primera instalación fotovoltaica conectada a red en España fue la planta piloto de 100 kWp que Iberdrola instaló en San Agustín de Guadalix en 1984.64 Sin embargo, durante la década de 1980, el mercado fotovoltaico en España se ciñó al abastecimiento de aplicaciones aisladas. No fue hasta 1993 cuando se pudieron instalar otros cuatro sistemas de conexión a red, cada uno de 2,7 kWp, en unas viviendas particulares de Pozuelo de Alarcón.64 A éstos le siguieron otros proyectos de demostración: 42 kWp en una escuela de Menorca, 13,5 kWp en el Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid, y 53 kWp en la Biblioteca de Mataró, siendo el más importante la planta “Toledo-PV”, de 1 MW de potencia, que también fue conectada a la red en 1993.64

A finales de 1995 la potencia total sumaba 1,6 MW,65 a pesar de que ninguno de los sistemas mencionados estuviera incorporado legalmente en el contexto general del sistema

eléctrico. Al no existir una normativa específica que los regulase, se encontraban en una especie de vacío legal.

En 1998, en concordancia con las medidas de apoyo a las energías renovables que se estaban llevando a cabo en el resto de Europa, el Gobierno aprobó el Real Decreto 2818/199866 que reconocía la necesidad de un tratamiento específico para esta alternativa energética, estableciendo unas primas de 30 y 60 pesetas (0,18 y 0,36 €) por kWh vertido a la red, para sistemas con potencia nominal superior e inferior a 5 kWp, respectivamente. En el año 2000, sólo dos sistemas habían logrado acceder a esas primas, y el Gobierno publicó un nuevo Real Decreto, el 1663/2000,67 que estableció condiciones técnicas y administrativas específicas, y supuso el inicio de un lento despegue de la fotovoltaica en España.

El verdadero marco regulador que impulsó definitivamente el desarrollo de centrales solares fotovoltaicas conectadas a la red fue el Real Decreto 436/200468 y el RD 661/2007,69 en el que se estipulaba una prima de 0,44 € por cada kWh fotovoltaico que se inyectaba a la red.

Gracias a esta regulación, España fue en el año 2008 uno de los países con más potencia fotovoltaica instalada del mundo, con 2.708 MW instalados en un sólo año. Sin embargo, a partir del 30 de septiembre de 2008 esta actividad quedó regulada mediante el RD 1578/200870 de retribución fotovoltaica, que estableció unas primas variables en función de la ubicación de la instalación (suelo: 0,32 €/kWh o tejado: 0,34 €/kWh), estando sujetas además a un cupo máximo de potencia anual instalada a partir de 2009 que se adaptaría año a año en función del comportamiento del mercado.

Estas modificaciones en la legislación del sector ralentizaron la construcción de nuevas plantas fotovoltaicas, de tal forma que en 2009 se instalaron tan sólo 19 MW, en 2010 420 MW y en 2011 se instalaron 354 MW correspondiendo al 2% del total de la Unión Europea.9 En términos de producción energética, en 2010, la energía fotovoltaica cubrió en España aproximadamente el 2% de la generación de electricidad.71 Mientras que en 2011 representó el 2,9% de la generación eléctrica, según datos del operador, Red Eléctrica.

A finales de 2011 se aprobó el Real decreto por el que se estableció la regulación de las condiciones administrativas, técnicas y económicas de la conexión a red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia.72 Sin embargo, todavía se espera que se apruebe la norma que desarrolle las condiciones técnicas necesarias para dichas conexiones y la regulación de un modelo de balance neto adecuado a las características del sistema eléctrico nacional.73

Actualmente, el acceso a la red eléctrica en España requiere una serie de permisos de la administración y la autorización de la compañía eléctrica distribuidora de la zona. Ésta tiene la obligación de dar punto de enganche o conexión a la red eléctrica, pero en la práctica el papeleo y la reticencia de las eléctricas están frenando el impulso de las energías renovables en general, y de la energía fotovoltaica en particular. Las eléctricas buscan motivos técnicos, como la saturación de la red, para controlar sus intereses en otras fuentes

energéticas y con la intención de bloquear la iniciativa de los pequeños productores de energía solar fotovoltaica.74 75 76

Esta situación provoca una grave contradicción entre los objetivos de la Unión Europea para impulsar las energías limpias, por una parte, y en España, la realidad de una escasa liberalización del sector energético que impide el despegue y la libre competitividad de las energías renovables. A principios de 2013 la potencia instalada en España ascendía a 4.381 MW.77

[editar] Situación actual en España

En enero de 2012 el Gobierno del Partido Popular aprobó el Real Decreto Ley 1/201278 por el que se procedió a la suspensión de forma indefinida de los cupos del Régimen Especial de energía, es decir, los procedimientos de preasignación de retribución y de los incentivos económicos para nuevas instalaciones fotovoltaicas y demás energías renovables.78 En la práctica este RDL supuso que las nuevas plantas fotovoltaicas que no estuvieran inscritas en cupos no recibirán prima alguna pero podrán vender la energía a precio de mercado.

Tal regulación supuso un gran freno al desarrollo de la energía fotovoltaica y agravó la crisis del sector renovable iniciada en el año 2010, cuando el anterior Gobierno socialista aprobó dos regulaciones, una que limitaba la percepción de primas hasta el límite del año 25 (RD 1565/2010, de 19 de noviembre) y la última, que fue publicada el día de Navidad, 24 de diciembre de 2010, en la que se limitaba el número de horas susceptibles de pago, llegando a establecerse un recorte retroactivo de un 30% sobre lo prometido anteriormente. Se hizo mediante un Real Decreto Ley (el 14/2010 de 24 de diciembre) por lo que se impide su tramitación en los juzgados de forma directa al no poderse utilizar la vía del recurso de inconstitucionalidad de forma directa por los administrados. Sí, en cambio, quedan medidas como las efectuadas por fondos de inversión europeos mediante un arbitraje,79 recurso de inconstitucionalidad por parte del Gobierno de la Región de Murcia 80 y manifestaciones vertidas por el comisario europeo Günther Oettinger en el sentido de no querer tolerar medidas retroactivas que, por su naturaleza, conllevan un fenómeno de inseguridad jurídica que hace quebrar para el extranjero la confianza en el mercado español.81

[editar] La fotovoltaica en el resto del mundo

Mapamundi de radiación solar. Los pequeños puntos en el mapa muestran el área total de fotovoltaica necesaria para cubrir la demanda mundial de energía usando paneles solares con una eficiencia del 8%.

Producción mundial de células solares por región.82

Históricamente, los Estados Unidos lideraron la instalación de energía fotovoltaica desde sus inicios hasta 1997, cuando fueron alcanzados por Japón, que mantuvo el liderato hasta que Alemania la sobrepasó en 2005, manteniendo esa posición desde entonces. Actualmente Alemania es, junto a Italia, Japón, China y Estados Unidos, uno de los países donde la fotovoltaica está experimentando actualmente un crecimiento más vertiginoso.

[editar] Alemania

Alemania es uno de los líderes mundiales en la instalación de energía fotovoltaica, con una potencia instalada a finales de 2012 superior a los 32 gigavatios (GW). Sólo en 2011, Alemania instaló cerca de 7.5 GW,83 y la fotovoltaica produjo 18 TW·h de electricidad, el 3% del total consumido en el país.84 12

En mayo de 2012, las plantas solares fotovoltaicas instaladas en Alemania produjeron en un sólo día 22.000 MWh, lo que equivale a la potencia de generación de 20 centrales nucleares trabajando a plena capacidad.85 Y estas cifras siguen creciendo: debido al incremento de la potencia fotovoltaica instalada en el país, de enero a septiembre de 2012 el 6,1% de la demanda de electricidad alemana fue cubierta con energía producida por sistemas fotovoltaicos, según la Asociación alemana de las industrias energéticas e hídricas (BDEW).

A comienzos de verano de 2011, el Gobierno alemán anunció que el esquema actual de tarifa regulada concluiría cuando la potencia instalada alcanzase los 52 GW. Cuando esto suceda, Alemania aplicará un nuevo esquemas de tarifa de inyección cuyos detalles no se conocen todavía.86

[editar] Italia

La potencia instalada fotovoltaica en Italia alcanzó los 15,9 GW distribuidos entre 448.266 plantas por todo el país, en octubre de 2012, gracias al programa de incentivos llamado Conto Energia.87 Este programa cuenta con un presupuesto total de 6.700 millones de €, alcanzado dicho límite el Gobierno dejará de incentivar las nuevas instalaciones, al haberse alcanzado la paridad de red.

Desde el pasado agosto de 2012 está vigente una nueva legislación que obliga a registrar todas las plantas superiores a 12 kW; las de potencia menor –fotovoltaica de tejado en residencias- están exentas de registro.88

Durante 2012, la producción fotovoltaica proporcionó en Italia el 5,6% del total de la energía consumida en el país durante el año.13

[editar] China

La energía fotovoltaica es una de las mayores industrias de la República Popular China. El país asiático cuenta con unas 400 empresas fotovoltaicas y produce aproximadamente el 23% de los productos fotovoltaicos que se fabrican en el mundo.89

A finales de 2011 China dobló su potencia fotovoltaica instalada respecto al año anterior, hasta alcanzar los 2.900 MW. Este incremento en la potencia instalada se debió, principalmente, a un crecimiento en el número de instalaciones residenciales. Asimismo, la tarifa de inyección bajó hasta 0,80 yuanes por kWh, lo que significó llegar al mismo nivel de las tarifas aplicables a las plantas de carbón.90

[editar] Estados Unidos

Estados Unidos es un país de considerable actividad en el mercado fotovoltaico, y cuenta con numerosas plantas de conexión a red. La mayor instalación del mundo (Agua Caliente Solar Project), con una potencia total de 247 MW, se encuentra precisamente en California, uno de los estados que más ha apoyado la instalación de la fotovoltaica. Hay planes para

construir plantas mucho mayores. En este sentido, el gobernador de California Jerry Brown ha firmado una legislación requiriendo que el 33% de la electricidad del estado se genere mediante energías renovables a finales de 2020.91

[editar] Japón

La energía fotovoltaica en Japón, se ha expandido rápidamente desde la década de 1990. El país es uno de los líderes en la manufactura de módulos fotovoltaicos y se encuentra entre los 5 primeros en potencia instalada, con 4.914 MW a finales de 2011, tan sólo por detrás de Alemania e Italia,9 la mayor parte conectada a red.92 93 94 La irradiación en Japón es óptima, situándose entre 4,3 y 4,8 kWh/(m²·día).

La venta de módulos fotovoltaicos para proyectos comerciales ha crecido rápidamente tras la introducción por parte del Gobierno japonés de Feed-in tariff para el incentivo de la fotovoltaica tras el accidente nuclear de Fukushima. Más de 1.072 megavatios de células y módulos fotovoltaicos se han vendido durante el primer semestre del 2012, según se desprende de los datos de la asociación japonesa de energía fotovoltaica JPA (Japan Photovoltaic Energy Association).95

La mayoría de ese volumen, 737,6 megavatios, procede de fabricantes locales, mientras que 334,6 megavatios fueron importados. Más del 77 por ciento de las células y módulos vendidos en Japón entre el 1 de abril y el 30 de septiembre de 2012 tuvieron como destino proyectos residenciales, mientras que cerca del 9 por ciento se emplearon en instalaciones fotovoltaicas comerciales. Esto obedece, en parte, a la introducción de un generoso esquema de tarifa de inyección (feed-in tariff, FiT) el

pasado 1 de julio de 2012.96Componentes de una planta solar fotovoltaica

Una planta solar fotovoltaica cuenta con distintos elementos que permiten su funcionamiento, como son los paneles fotovoltaicos para la captación de la radiación solar, y los inversores para la transformación de la corriente continua en corriente alterna.128 Existen otros, los más importantes se mencionan a continuación:

[editar] Paneles solares fotovoltaicos

Célula fotovoltaicaArtículo principal: Panel fotovoltaico.

Generalmente, un módulo o panel fotovoltaico consiste en una asociación de células, encapsulada en dos capas de EVA (etileno-vinilo-acetato), entre una lámina frontal de vidrio y una capa posterior de un polímero termoplástico (frecuentemente se emplea el tedlar) u otra lámina de cristal cuando se desea obtener módulos con algún grado de transparencia.129 Muy frecuentemente este conjunto es enmarcado en una estructura de aluminio anodizado con el objetivo de aumentar la resistencia mecánica del conjunto y facilitar el anclaje del módulo a las estructuras de soporte.129

Las células más comúnmente empleadas en los paneles fotovoltaicos son de silicio, y se puede dividir en tres subcategorías:

Las células de silicio monocristalino están constituidas por un único cristal de silicio, normalmente manufacturado mediante el proceso Czochralski.130 Este tipo de células presenta un color azul oscuro uniforme.

Las células de silicio policristalino (también llamado multicristalino) están constituidas por un conjunto de cristales de silicio, lo que explica que su rendimiento sea algo inferior al de las células monocristalinas. Se caracterizan por un color azul más intenso.

Las células de silicio amorfo. Son menos eficientes que las células de silicio cristalino pero también menos costosas. Este tipo de células es, por ejemplo, el que se emplea en aplicaciones solares como relojes o calculadoras.131

[editar] Inversores

Un inversor solar instalado en una planta de conexión a red en Speyer, Alemania.Artículo principal: Inversor (electrónica).

La corriente eléctrica continua que proporcionan los módulos fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna mediante un aparato electrónico llamado inversor 128 e inyectar en la red eléctrica (para venta de energía) o bien en la red interior (para autoconsumo).

El proceso, simplificado, sería el siguiente:

Se genera la energía a bajas tensiones (380-800 V) y en corriente continua. Se transforma con un inversor en corriente alterna. En plantas de potencia inferior a 100 kW se inyecta la energía directamente a la red

de distribución en baja tensión (230V). Y para potencias superiores a los 100 kW se utiliza un transformador para elevar la

energía a media tensión (15 ó 25 kV) y se inyecta en las redes de transporte para su posterior suministro.

[editar] Seguidores solares

Planta solar situada en la Nellis Air Force Base (Nevada, Estados Unidos). Estos paneles siguen el recorrido del Sol sobre un eje.Artículo principal: Seguidor solar.

El uso de seguidores a uno o dos ejes permite aumentar considerablemente la producción solar, en torno al 30% para los primeros y un 6% adicional para los segundos, en lugares de elevada radiación directa.132 133

Los seguidores solares son bastante comunes en aplicaciones fotovoltaicas.134 Existen de varios tipos:

En dos ejes: la superficie se mantiene siempre perpendicular al Sol. En un eje polar: la superficie gira sobre un eje orientado al sur e inclinado un ángulo

igual a la latitud. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano terrestre que contiene al Sol.

En un eje azimutal: la superficie gira sobre un eje vertical, el ángulo de la superficie es constante e igual a la latitud. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano local que contiene al Sol.

En un eje horizontal: la superficie gira en un eje horizontal y orientado en dirección norte-sur. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano terrestre que contiene al Sol.

[editar] Cableado

Artículo principal: Conductor eléctrico.

Es el elemento que transporta la energía eléctrica desde su generación, para su posterior distribución y transporte. Su dimensionamiento viene determinado por el criterio más restrictivo entre la máxima caída de tensión admisible y la intensidad máxima admisible. Aumentar las secciones de conductor que se obtienen como resultado de los cálculos teóricos aporta ventajas añadidas como:

Líneas más descargadas, lo que prolonga la vida útil de los cables. Posibilidad de aumento de potencia de la planta sin cambiar el conductor. Mejor respuesta a posibles cortocircuitos. Mejora del performance ratio (PR) de la instalación.

[editar] Autoconsumo y Balance neto

Artículo principal: Autoconsumo fotovoltaico.Artículo principal: Balance neto.

Instalación fotovoltaica sobre tejado en una residencia de Boston (Massachusetts, Estados Unidos).

El autoconsumo fotovoltaico consiste en la producción individual a pequeña escala de electricidad para el propio consumo, a través de paneles solares fotovoltaicos. Ello se puede complementar con el balance neto. Este esquema de producción, que permite compensar el consumo eléctrico mediante lo generado por una instalación fotovoltaica en momentos de menor consumo, ya ha sido implantado con éxito en muchos países. Fue propuesto en España por la asociación fotovoltaica ASIF para promover la electricidad renovable sin necesidad de apoyo económico adicional.135 El balance neto estuvo en fase de proyecto por el IDAE.136 Actualmente está recogido en el Plan de Energías Renovables 2011-2020.137

Entre las ventajas del autoconsumo respecto al consumo de la red se encuentran las siguientes.

Con el abaratamiento de los sistemas de autoconsumo y el encarecimiento de las tarifas eléctricas, cada vez es más rentable que uno mismo produzca su propia electricidad.16

Se reduce la dependencia de las compañías eléctricas. Los sistemas de autoconsumo fotovoltaicos utilizan la energía solar, una fuente

gratuita, inagotable, limpia y respetuosa con el medioambiente. Se genera un sistema distribuido de generación eléctrica que reduce la necesidad de

invertir en nuevas redes y reduce las pérdidas de energía por el transporte de la electricidad a través de la red.138

Se reduce la dependencia energética del país con el exterior. Se evitan problemas para abastecer toda la demanda en hora punta, conocidos por

los cortes de electricidad y subidas de tensión. Se minimiza el impacto de las instalaciones eléctricas en su entorno.

[editar] Eficiencia y costos

Cronología de las eficiencias de conversión logradas en células solares fotovoltaicas (fuente: National Renewable Energy Laboratory de Estados Unidos)

Evolución del precio de las células fotovoltaicas de silicio cristalino (en $/Wp) entre 1977 y 2013 (fuente: Bloomberg New Energy Finance)

Las eficiencias de las células solares varían entre el 6% de aquellas basadas en silicio amorfo hasta el 44% de las células multiunión.139 Las eficiencias de conversión de las células solares que se utilizan en los módulos fotovoltaicos comerciales (de silicio monocristalino o policristalino) se encuentran en torno al 14-22%.140 141

El coste de las células solares de silicio cristalino ha descendido desde 76,67 $/Wp en 1977 hasta aproximadamente 0,74 $/Wp en 2013.142 Esta tendencia sigue la llamada "ley de Swanson", una predicción similar a la conocida Ley de Moore, que establece que los

precios de los módulos solares descienden un 20% cada vez que se duplica la capacidad de la industria fotovoltaica.143

En 2011, el precio de los módulos solares se había reducido en un 60% desde el verano de 2008, colocando a la energía solar por primera vez en una posición competitiva con el precio de la electricidad pagado por el consumidor en un buen número de países soleados; también se ha publicado una cifra similar, igualmente consistente, de una bajada del 75% desde 2007 a 2012,144 aunque no se aclara si esta cifra se refiere específicamente a Estados Unidos o es global. En cualquier caso, el coste medio de generación eléctrica de la energía solar fotovoltaica es ya competitivo con el de las fuentes convencionales de energía en una creciente lista de países,145 particularmente cuando se considera la hora de generación de dicha energía, ya que la electricidad es usualmente más cara durante el día.146 Se ha producido una dura competencia en la cadena de producción, y asimismo se esperan mayores caídas del coste de la energía fotovoltaica en los próximos años, lo que supone una creciente amenaza al dominio de las fuentes de generación basadas en las energías fósiles.147 Conforme pasa el tiempo, las tecnologías de generación renovable son generalmente más baratas,148 149 mientras que las energías fósiles se vuelven más caras:

Cuanto más desciende el coste de la energía solar fotovoltaica, más favorablemente compite con las fuentes de energía convencionales, y más atractiva es para los usuarios de electricidad en todo el mundo. La fotovoltaica a pequeña escala puede utilizarse en California a precios de $100/MWh ($0,10/kWh) por debajo de la mayoría de otros tipos de generación, incluso aquellos que funcionan mediante gas natural de bajo coste. Menores costes en los módulos fotovoltaicos también suponen un estímulo en la demanda de consumidores particulares, para los que el coste de la fotovoltaica se compara ya favorablemente al de los precios finales de la energía eléctrica convencional.150

En 2011, el coste de la fotovoltaica había caído bastante por debajo del de la energía nuclear, y se espera que siga cayendo:151

Para instalaciones a gran escala, ya se han alcanzado precios por debajo de 1 $/Watio. Por ejemplo, en abril de 2012 se publicó un precio de módulos fotovoltaicos a 0,60 Euros/Watio (0,78 $/Watio) en un acuerdo marco de 5 años.152 En algunas regiones, la energía fotovoltaica ha alcanzado la paridad de red, que se define cuando los costes de producción fotovoltaica se encuentran al mismo nivel, o por debajo, de los precios de electricidad que paga el consumidor final (aunque en la mayor parte de las ocasiones todavía por encima de los costes de generación en las centrales de carbón o gas, sin contar con la distribución y otros costes inducidos). La energía fotovoltaica se genera durante un período del día muy cercano al pico de demanda (lo precede) en sistemas eléctricos que hacen gran uso del aire acondicionado. Más generalmente, es evidente que, con un precio de carbón de 50 $/tonelada, que eleva el precio de las plantas de carbón a 5 cent./kWh, la energía fotovoltaica será competitiva en la mayor parte de los países. El precio a la baja de los módulos fotovoltaicos se ha reflejado rápidamente en un creciente número de instalaciones, acumulando en todo 2011 unos 23 GW instalados ese año. Aunque se espera cierta consolidación en 2012, debido a recortes en el apoyo económico en los importantes mercados de Alemania e Italia, el fuerte crecimiento muy probablemente continuará durante el resto de la década. De hecho, ya en un estudio se mencionaba que la inversión total en energías renovables en 2011 había superado las inversiones en la generación eléctrica basada en el carbón.151

Planta Fotovoltaica aislada para uso en viviendas

Una planta fotovoltaica aislada para el uso en viviendas tiene como objetivo suministrar electricidad para el uso en viviendas con autonomía total o parcial de la red eléctrica. A continuación exponemos una breve descripción de sus componentes.

Generación

En una planta fotovoltaica la generación de electricidad se realiza mediante paneles fotovoltaicos, los cuales transforman la radiación solar en corriente eléctrica. La electricidad producida es en corriente continua similar a la de una batería, con un positivo y un negativo. La electricidad que producen los paneles así como su potencia, no son constantes, por ese motivo es necesario adicionar componentes para regular y modificar esta electricidad para poder ser utilizada.

La tecnología en los paneles fotovoltaicos se está desarrollando a un ritmo no esperado, el motivo de este fenómeno es

la importancia que ha adquirido la protección del medio ambiente. La generación eléctrica utilizando la energía del sol es la mejor alternativa para establecer modelos de generación eléctrica. El sol siempre sale en las mañanas y sabemos con certeza cuantas horas de luz tenemos en el día.

Almacenamiento

En las plantas fotovoltaicas la energía eléctrica se genera por la luz del sol, específicamente por la radiación (fotones) y mientras tengamos luz solar se está generando electricidad. En los casos de soluciones de auto consumo es necesario almacenar una parte de la electricidad utilizando baterías. Las baterías utilizadas, en apariencia son como las utilizadas por los automóviles. Sin embargo es solo en apariencia, las baterías deben cumplir ciertos requisitos en cuanto a seguridad y operación. Las baterías que se utilizan deben ser libres de mantenimiento, las tecnologías utilizadas con este fin, permiten una larga vida por una parte y por otro lado condiciones de seguridad en donde es posible instalarlas dentro de las viviendas.

Inversor

El inversor es el componente del sistema tiene a su cargo por un lado convertir la corriente continua de las baterías y de los paneles solares en corriente eléctrica de común uso en los artículos eléctricos que se conectan a la red

eléctrica. Existen básicamente tres tipos de inversores; onda cuadrada (no recomendado); onda sinusoidal modificada y onda sinusoidal real. La tecnología de Onda Sinusoidal Real permite alargar la vida de los motores conectados, como es el caso de neveras o licuadoras, adicionalmente los

inversores de onda sinusoidal modificada tienen la gran desventaja que todos los equipos con motores produzcan más ruido.

Cargador Solar

El cargador tiene como función controlar la carga de las baterías de tal forma que cuando están estén completamente cargadas a su capacidad interrumpe el fluido eléctrico para no deteriorar las baterías.

Para las plantas fotovoltaicas destinadas al auto consumo, la mejor alternativa es utilizar equipos integrados inversor/cargador. El precio llega a ser casi idéntico y tiene la ventaja de estar equilibrado para el auto-consumo.

La energía conseguida mediante generadores fotovoltaicos y sus aplicaciones son de una gran diversidad.

Si hacemos una clasificación general, se puede decir que se dividen en dos grandes apartados:

Sistemas aislados. Conexión a Red.

ATERSA ha realizado proyectos en ambas aplicaciones, a continuación detallamos algunos ejemplos:

SISTEMAS AISLADOS:

Telecomunicaciones Electrificación rural. Aplicaciones agrícolas Aplicaciones ganaderas Iluminación Pública Señalización Control Desarrollo Rural

A continuación, y para detallar los apartados anteriores, vamos ha realizar un pequeño análisis de cada uno de ellos:

Telecomunicaciones:

Telefonía móvil. Repetidores de radio y televisión. Postes S.O.S. de carreteras. Telemando Telecontrol para redes de riego. Telemetría Radares Radiotelefonía en general y para militares o puestos de vigilancia forestal. Telefonía rural vía satélite Teleondas Cabinas telefónicas de uso publico.

Centrales de conmutación. Radioenlaces Sistemas TRUNKING Cobertura de radio y comunicaciones en túneles del Ferrocarril.

Existen dos tipos de estaciones para telefonía móvil, las llamadas BTS, compuestas por un sistema híbrido fotovoltaico - diesel, con una potencia pico de panel fotovoltaico de 6 Kwp, donde la función del grupo electrógeno es solamente de apoyo.El segundo tipo de instalaciones son las llamadas RF que funciona solamente con paneles fotovoltaicos oscilando la potencia pico instalada entre 0,6 Kwp y 1,8 Kwp.Los telemandos y telecontroles con transmisión vía radio se utilizan mucho en aplicaciones relacionadas con el agua, depósitos, riegos, caudalímetros y, en general, para la toma y control de cualquier tipo de datos.

Electrificación rural:

Viviendas de uso temporal. Viviendas de uso permanente. Electrificación centralizada con control individual de consumos por vivienda, en nucleos

rurales Electrificación de refugios y albergues de montaña. Postas sanitarias. (iluminación, conservación de medicamentos y vacunas con

frigoríficos) Escuelas y centros comunales. Puestos de policía y fronteras. Instalaciones religiosas (ermitas, misiones, etc.).

La electrificación rural actualmente dispone de todas las comodidades que se puedan tener en un sistema de electrificación convencional, ya que la incorporación de nuevos inversores de onda senoidal, permite la utilización de cualquier electrodoméstico.Una de las aplicaciones más importantes actualmente es la electrificación de pequeños núcleos rurales con un sistema centralizado. Las ventajas que presenta con respecto a una instalación por vivienda, son las siguientes:

Menor coste de la instalación Menores gastos de mantenimiento Mayor comodidad para el usuario Mayor seguridad de la instalación Mejor rendimiento total.

Para gestionar la energía, se instala en cada una de las viviendas un equipo electrónico limitador de energía, programado para poder suministrar diariamente una energía al usuario, ahora bien, el equipo tiene que ser lo suficientemente inteligente, como para poder aumentar la energía asignada, si el estado de la batería es bueno, o lo contrario si es malo. Para simplificar y no realizar complicados tendidos eléctricos, la comunicación entre el equipo electrónico limitador y los inversores se realiza por la misma línea de 220 Vca con pequeñas variaciones en la frecuencia que no afectan en nada al funcionamiento del sistema.El segundo gran inconveniente, la potencia del inversor y su rendimiento frente a pequeñas cargas, se ha solucionado con la instalación de varios inversores en paralelo, siendo uno de ellos (el maestro), el que actúa sobre el control de los demás (esclavos), de forma que si la potencia consumida es inferior a la suma de la potencia de todos los inversores, manda parar algunos de ellos hasta adecuarse a la potencia consumida. La gran ventaja además es que todos los inversores tienen la capacidad de actuar como maestros y de esclavos, con esto aseguramos el suministro eléctrico frente a posibles averías de alguno de ellos.

Aplicaciones agrícolas:

Bombeos de agua, tanto en c/c como en c/a, (con batería).

Bombeos de agua de accionamiento directo (sin batería). Electrificación de naves. Controles de riego. Invernaderos (automatización de ventanas e iluminación).

Una de las aplicaciones con mayor importancia en la agricultura, por su sencillez de instalación y sobre todo por su nulo mantenimiento y total automatización son los bombeos de agua de accionamiento directo, compuestos por un campo de paneles fotovoltaicos, un equipo electrónico y todo el sistema de controles y sensores del bombeo.El equipo electrónico anteriormente mencionado, en bombeos de pequeño caudal tiene como función obtener el máximo rendimiento del panel. En bombeos de gran caudal tiene una segunda función que es convertir la corriente continua del panel fotovoltaico en alterna.La ventaja principal de los bombeos de accionamiento directo es que coincide la curva de radiación, con la curva de demanda de agua, además posibilita la extracción de agua en el medio rural donde la posibilidad de instalar una línea convencional es inviable por su alto coste.Una segunda aplicación en el mundo agrícola, ha sido la electrificación de controles de riego y electroválvulas, que ha permitido una mejor distribución y ahorro del agua, fundamentalmente sistemas basados en el riego por goteo o a baja presión.

Aplicaciones ganaderas:

Bombeos de agua para proporcionar agua al ganado. Electrificación de granjas. (iluminación, motores, esquiladoras, etc...) Sistemas de ordeño y refrigeración de leche. Electrificación de cercas.

Los bombeos de accionamiento directo, detallados en las aplicaciones agrícolas, encuentran en las ganaderas un sitio de gran importancia.La fabricación de inversores de gran potencia, ha posibilitado poder acometer obras en el medio ganadero, para suministrar energía eléctrica a sistemas de ordeño, conservación de la leche (tanques de frío) y bombas de limpieza, así como la iluminación de naves, motores para el reparto de pienso, ventiladores, automatización de persianas para naves de ganado, invernaderos. Los motores de los equipos anteriormente detallados, en un principio y para conseguir un mayor rendimiento de la instalación se instalaban en C.C., posteriormente y gracias a los nuevos inversores de gran rendimiento, los motores son en C.A. consiguiendo una mayor seguridad en la explotación en caso de averías, ya que un motor en alterna es fácil de obtener, mientras que en continua es de fabricación especial.El inversor instalado, para dar mayor seguridad al sistema es modular con varias etapas de potencia, de forma que puedan ser reparadas sin que el sistema se quede sin suministro.

Iluminación:

Carteles publicitarios. Farolas de alumbrado publico. Paradas de autobuses. Iluminación de túneles, cuevas, etc.

El alumbrado público, mediante sistemas fotovoltaicos se presenta como una de las soluciones más económicas, para iluminar las entradas en los pueblos, cruces de carreteras, áreas de descanso, etc.Actualmente se está instalando un nuevo tipo de farola, que no requiere ningún mantenimiento, al incorporar baterías estacionarias de larga duración con electrolito gelificado (más de 300 farolas en Canarias).

Señalización:

Faros y boyas de uso marítimo. Radiofaros y radiobalizas de uso aéreo. Señalización viaria para señalización de curvas, obstáculos, rotondas, etc. en ciudades y

carreteras mediante led's. Indicadores de hora y temperatura en vías publicas. Pasos a nivel de Ferrocarriles. Plataformas petrolíferas.

La utilización de la ESF a permitido la automatización de los faros, así como un aumento en la seguridad en las boyas donde antes se utilizaba el gas acetileno reduciendo de una forma importante el mantenimiento.Para el uso aéreo, se están utilizando paneles para alimentación de balizas y carteles de señalización en las pistas, podemos destacar el aeropuerto de Madrid y Baleares por la fácil identificación de las instalaciones.Otra gran aplicación, que se ha sumado recientemente con mucha importancia en la seguridad vial, es la señalización de rotondas, curvas, señales de tráfico, obstáculos, etc. mediante led´s de alta luminosidad, que por su bajo consumo permite realizar una instalación fotovoltaica de pequeño tamaño.

Control:

Caudalímetros y anemómetros. Accionamiento de válvulas (electroválvulas) Controles y estaciones meteorológicas y sísmicas. Cámaras de TV para control y medida de trafico Motorización y automatización de puertas. Repetidores de señal con fibra óptica Estaciones de medida medioambiental. Control en gasoductos y oleoductos Toma de datos. Control y operación remota de presas. Protección catódica.

En este apartado, actualmente cabe destacar los trabajos que se están realizando en las cuencas fluviales para el control de caudal y calidades de las aguas, donde los sistemas fotovoltaicos, se encuentran como los más económicos y seguros para este tipo de aplicaciones.Las instalaciones fotovoltaicas han demostrado su gran fiabilidad en aplicaciones tan importantes y grandes proyectos como son los gasoductos y oleoductos, donde se ocupan de proporcionar energía eléctrica a los sistemas de control, comunicación, accionamiento de válvulas y protección catódica. Esta ultima aplicación también se utiliza en puentes.

Otras aplicaciones:

Cloración mediante bombas dosificadoras Depuración por lagunaje alimentando los motores limpia-rejas y caudalímetros. Oxigenadores para el agua mediante compresores. Desalinización de agua salobre. (osmosis inversa) Básculas para el pesaje de camiones. (vertederos, centros industriales, etc..) Sistemas para detección de incendios mediante cámaras de infrarrojos. Sistemas de seguridad perimetral con infrarrojos. Vigilancia y control de accesos (videoportero, apertura y cierre de puertas, mando a

distancia) Ionización para Pararrayos Suministro para uso didáctico en Universidades, Colegios Profesionales, etc.. Barcos veleros y autocaravanas.

Equipamiento de áreas recreativas.

El segundo gran grupo de los sistemas fotovoltaicos lo constituyen los conectados a la red eléctrica:

SISTEMAS CONECTADOS A LA RED ELECTRICA.

Es una de las últimas aplicaciones y más novedosas de los sistemas fotovoltaicos, consiste en la instalación de un campo fotovoltaico y un inversor capaz de transformar la energía que suministran los paneles e inyectarla a la red eléctrica.El inversor en este tipo de instalación es el núcleo central y tiene que disponer de ciertas protecciones, ante situaciones que se pueden dar en la red eléctrica como son:

Tensión fuera de rango Corte de la red Desfase en la red.

Para conseguir la viabilidad económica de estos sistemas, el país debe de disponer de una normativa legal y unas líneas de ayudas económicas, que compensen el mayor costo por Kwh generado.

APLICACIONES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

Los sistemas fotovoltaicos son ideales para aplicaciones diversas que requieran un suministro de energía independiente de la red eléctrica convencional, o bien que complemente a ésta. Estas instalaciones suelen estar dedicadas al suministro eléctrico en emplazamientos de difícil acceso para la red eléctrica o en áreas con grandes deficiencias en el abastecimiento eléctrico:

Electrificación doméstica y servicios públicos:

Viviendas de uso permanente o temporal. Iluminación pública mediante farolas autónomas. Instalaciones de turismo rural

Aplicaciones agrícolas, ganaderas e industriales:

Bombeo de agua, sistemas de riego. Desalinización y depuración de aguas. Iluminación de granjas, invernaderos o talleres. Sistemas de ordeño. Fabricación de hielo, refrigeración.

Telecomunicaciones, señalización marítima, y terrestre:

Telecomunicaciones: repetidores de TV, radio y telefonía. Señalización marítima y aérea. Señalización de carreteras y ferrocarriles.

Varios:

Dispositivo de alarma. Oxigenación de aguas. Protección catódica de gaseoductos. Aplicaciones espaciales. Producción de hidrógeno. Alimentación de vehículos eléctricos.

Los paneles solares fotovoltaicos se pueden integrar en una instalación mixta, con miniturbinas eólicas o grupos diesel, para mayor efectividad y seguridad de suministro.

Las capacidades de generación y acumulación son fácilmente ampliables, si la demanda energética se incrementa sobre las previsiones iniciales. Este tipo de instalaciones pueden ser atendidas directamente por sus propietarios, ya que el poco mantenimiento que precisan es bastante sencillo de realizar.

Antes de considerar la adquisición e instalación de uno de estos sistemas de generación, es imprescindible analizar las necesidades energéticas de la instalación y el potencial de energía solar disponible en el lugar de emplazamiento.

ACSA realiza un servicio de estudio de instalaciones para aquellos usuarios que lo deseen.

PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN

Evaluación del potencial solar del emplazamiento

El potencial energético va a depender del régimen de insolación del lugar, y es aconsejable efectuar mediciones que permitan conocer sus características.

En pequeñas instalaciones se requiere, normalmente, sólo un conocimiento superficial del potencial de insolación.

Demanda energética del emplazamiento.

Para aprovechar la energía producida durante las horas de sol, utilizándola en la noche o en días nublados, es necesario disponer de un almacenamiento de energía adecuado. El sistema de acumulación más utilizado, y recomendable en este tipo de instalaciones, son los acumuladores eléctricos o baterías.

El usuario deberá evaluar previamente sus necesidades energéticas, con objeto de dimensionar correctamente la capacidad de almacenamiento de las baterías. Para ello se necesita conocer la potencia punta y la potencia media que se va a necesitar, es decir, tener en cuenta todos los aparatos alimentados con energía eléctrica procedente de las baterías, y el número de horas que funciona cada uno al día. Multiplicando la potencia de cada aparato por sus horas de funcionamiento se obtiene la energía diaria consumida.

El sistema de generación basado en los paneles solares fotovoltaicos, instalados en áreas con suficiente insolación, es capaz de suministrar electricidad de manera continuada a una vivienda, industria u otro tipo de consumo, siempre que se utilicen los sistemas complementarios adecuados. Puede cubrir los períodos nocturnos y los días nublados con mayor o menor amplitud, dependiendo siempre del consumo energético durante ese tiempo y de la capacidad de acumulación existente en baterías. Sin embargo, para optimizar la instalación, se debe tratar de evitar el uso de electrodomésticos y utensilios que requieran un consumo excesivo, como son las placas vitrocerámicas o cocinas y termos eléctricos.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

Un sistema fotovoltaico es el conjunto de elementos que permite suministrar energía eléctrica para cubrir las necesidades planteadas a partir de la energía procedente del sol. Está compuesto por:

Sistema de captación energética: compuesto por módulos fotovoltaicos que transforman la radiación solar en energía eléctrica.

Sistema de almacenamiento: formado por un conjunto de baterías que almacenan la energía eléctrica generada durante las horas de radiación, para su utilización posterior en los momentos de baja o nula insolación. Es muy importante dimensionar correctamente este sistema para obtener un suministro de energía eléctrica adaptado a las necesidades de cada instalación.

Sistema de regulación: Para un funcionamiento satisfactorio de la instalación, en la unión de los paneles solares con la batería ha de instalarse un sistema de regulación de carga, que impide que la batería continúe recibiendo carga del colector solar una vez que ha alcanzado su carga máxima.

Sistema de adaptación de corriente: Su función es adecuar las características de la energía generada a las demandadas por las aplicaciones de la instalación. Un sistema de conmutación electrónico, llamado inversor, transforma la corriente continua de las baterías en corriente alterna.