ENERGÍA FOTOVOLTAICA

Todas las fuentes de energía renovables de la Tierra se generan a partir de radiación solar, que puede ser convertida directa o indirectamente a energía utilizando diversas tecnologías. Esta radiación es percibida como luz blanca, ya que se extiende sobre un amplio espectro de longitudes de onda, de la onda corta infrarrojo al ultravioleta. Tal radiación juega un papel importante en la generación de electricidad o bien la producción de calor de alta temperatura para alimentar un motor de energía mecánica que a su vez acciona un generador eléctrico o mediante la conversión directa en electricidad por medio del efecto fotovoltaico.

La energía fotovoltaica es la forma más directa de convertir la radiación solar en electricidad y se basa en el “efecto fotovoltaico”, que fue observado por primera vez en 1839 cuando Alexandre-Edmund Becquerel (físico) observó que "las corrientes eléctricas surgieron de ciertas reacciones químicas inducidas por la luz" y otros científicos observaron efectos similares en un sólido (selenio) varias décadas más tarde. Pero no fue hasta finales de la década de 1940 cuando el desarrollo de los primeros dispositivos de estado sólido allanó el camino en la industria para que se desarrollara la primera celda solar de silicio con una eficiencia del 6%.

En general el efecto fotovoltaico se define como la aparición de una tensión eléctrica entre dos electrodos adjuntos a un sistema sólido o líquido al brillar la luz sobre este sistema. Prácticamente todos los dispositivos fotovoltaicos incorporan una unión pn en un semiconductor a través del cual se desarrolla el efecto fotovoltaico. Estos dispositivos también se conocen como celdas solares. La absorción de luz ocurre en un material semiconductor. El material semiconductor tiene que ser capaz de absorber una gran parte del espectro solar.


Celdas
CLASIFICACIÓN DE CELDAS

Desde la invención de la celda fotovoltaica, se han desarrollado una amplia gama de tecnologías que tienen objetivo de producir celdas con alta eficiencia y mayores tiempos de vida. Estas celdas se pueden clasificar como de primera generación, segunda generación y tercera generación.
En la primera generación (1G) encontramos las celdas solares típicas de silicio, la segunda generación (2G) fue el siguiente en la evolución fotovoltaica al reducir el uso de material dando como resultados dispositivos de película delgada y más flexible, finalmente la tercera generación (3G) son celdas que se encuentra aún en experimentación, las cuales se componen de diferentes materiales conductores pero que todavía no cuentan con la capacidad de competir en eficiencia y tiempo de vida de la primera generación.


TIPOS DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE PRIMERA GENERACIÓN

Actualmente las que se comercializan en el mercado son las de primera generación. Las celdas solares de 1G se clasifican de tres maneras diferentes, de acuerdo con la estructura del silicio: Monocristalino, Policristalino y Amorfo, cada uno con sus ventajas y desventajas.

Celdas Solares

Una serie de celdas solares puede formar mediante un arreglo en serie y paralelo un módulo fotovoltaico, el cual formara un panel fotovoltaico y un conjunto de estos un arreglo fotovoltaico, esto con la finalidad de producir la energía requerida para la carga necesaria.

Modulo

TIPOS DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

La energía fotovoltaica se transforma de manera directa con la luz del sol, la cual es utilizada por los módulos solares para convertir la luz del sol en electricidad. Para esto, es necesario un conjunto de distintos equipos que forman un sistema fotovoltaico que incluyen principalmente: Módulos solares, Inversor y un centro de carga, los módulos fotovoltaicos trabajan en corriente continua por lo cual requieren de un inversor para transforma la energía continua en alterna, la configuración depende del tipo de sistema fotovoltaico:


Sistema fotovoltaico Interconectado: Este sistema se conecta con la red eléctrica disponible, esta configuración se presenta en la Fig. 1, la cual consiste en módulos solares, un inversor, protección en corriente alterna y continua y un medidor bidireccional que tiene la función de medir la energía que consume el cliente de la red y la energía que se suministra desde los módulos.

Interconectado

Sistema fotovoltaico Aislado o Autónomo: El sistema aislado se caracteriza por no depender de la red de CFE, su principal característica es almacenar la energía producida por los módulos en baterías.

Autonomo