Hablar de energía solar no es ni más ni menos que referirnos al simple hecho de aprovechar aquello que está presente cada día, desde que sale el sol hasta que se pone, convirtiéndolo en calor o electricidad. El planeta tierra recibe aproximadamente 4.300 kWh de energía por día brindada por la radiación solar. De esta cantidad, son aprovechables 1.800 kWh, que si bien no llegan a representar ni la mitad del total, serían suficientes para abastecer de energía a toda la población mundial.
La energía solar está disponible, en mayor o menor medida, pero todos los días se pierde prácticamente toda en la atmósfera y sigue su curso. Ahora bien, sabiendo que se cuenta con este recurso, ¿cómo hacer para aprovecharlo?
Existen dos formas de utilizar la energía del sol para abastecer nuestras necesidades:
- Energía Solar Térmica: Convierte la energía solar en calor, elevando la temperatura del agua.
- Energía Solar Fotovoltaica: Transforma la radiación solar directamente en energía eléctrica.
La energía solar fotovoltaica tiene como principio fundamental de su obtención a las celdas fotovoltaicas, aunque, como se verá más adelante, no es el único componente del sistema.
Una celda fotovoltaica es una superficie compuesta de materiales semiconductores (generalmente silicio policristalino) sobre la que se produce la conversión fotovoltaica. Este fenómeno consiste en la excitación de los electrones que componen la celda por la incidencia de la luz solar sobre ella. De esta manera, se alcanza un movimiento de electrones tal que, con la ayuda de un campo eléctrico, permite generar una corriente eléctrica.
Un Sistema Solar Fotovoltaico está compuesto por:
1. Módulo Fotovoltaico: Conjunto de celdas fotovoltaicas conectadas en serie. Son generadores de corriente continua y pueden abarcar desde unos pocos Watts hasta potencias muy elevadas. Deben orientarse perpendicularmente a la incidencia del sol; en el hemisferio sur, siempre mirando hacia el norte. El número de celdas conectadas en serie define la tensión nominal del módulo, mientas que la superficie de cada una de ellas determina la corriente nominal.
2. Regulador de Carga: Protege a las baterías donde será almacenada la energía.
3. Baterías: Reservorio de energía. Son muy sensibles a la sobrecarga o a la descarga abrupta. Existen de diferentes tipos, pero usualmente son de carga lenta. La capacidad de almacenamiento de una batería se mide en términos de Ampère-hora (Ah) y esto depende de la intensidad de la corriente de descarga.
4. Inversor: Como la corriente generada en los módulos fotovoltaicos siempre es continua, cuando los consumos se encuentran en corriente alterna (220 Vca) se debe colocar un inversor de corriente.
Para poder dimensionar este tipo de sistemas siempre es necesario conocer:
- Consumos a abastecer.
- Ubicación geográfica del proyecto.
En la actualidad, la energía solar fotovoltaica resulta costosa con respecto a la proveniente de la red. Es por esta razón que siempre, como primera medida, se debe lograr una eficiencia en los consumos involucrados para poder dar un uso óptimo a la inversión a realizar.
No obstante, en los casos donde no existe conexión a la red eléctrica o esta es de difícil acceso, la energía solar representa, por lo menos, una opción digna de ser considerada. Entre estos casos, una de las aplicaciones más comunes en nuestro país son las viviendas rurales y los sistemas de bombeo.
Entre las ventajas que se presentan al evaluar ésta alternativa energética, se encuentran:
- Evitar líneas eléctricas que pueden resultar de costoso emplazamiento y difícil mantenimiento.
- Conseguir una energía descentralizada, independiente de terceros.
- Costo operativo nulo.
- Larga vida útil de los componentes.
- Disminuir riesgos de contaminación de cualquier tipo.
Sin embargo, existen ciertos condicionamientos a la hora de aprovechar la energía solar propios de su naturaleza, que deben ser estudiados con precaución antes de emprender un proyecto solar:
- Alto costo inicial.
- Intensidad de la radiación recibida.
- Ciclos solares diarios y anuales.
- Condiciones climatológicas.
A modo de ejemplo, se tienen los siguientes datos de producción. Cabe aclarar que los mismos están sujetos a diversos factores y son sólo un estimativo de lo que puede ser la generación de energía eléctrica a partir del sol.
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Otro dato a tener en cuenta es que, con un sistema de bombeo solar, pueden obtenerse hasta 2.500 litros diarios de agua con una superficie de tan sólo 0,35 m2.
La energía solar fotovoltaica resulta entonces en una alternativa viable en términos concretos. La sociedad toda se enfrenta al enorme desafío de avanzar en el desarrollo tecnológico a fin de disminuir los costos de su utilización y ampliar el grado de concientización al respecto para poder integrar definitivamente esta variable a la matriz energética mundial. De esta manera, poder lograr una diversificación de la misma y satisfacer ésta necesidad básica en los sectores más desprovistos de la sociedad y que no cuentan con acceso a la red.
