Energía Fotovoltaica: lo que debes saber

Con el uso de la energía fotovoltaica ayudas con la conservación del medio ambiente, ya que es limpia, sostenible y verde.

La Energía Fotovoltaica se ha convertido en una alternativa energética en muchos hogares españoles, ¿estás pensando instalarla en tu casa? Aquí te mostramos todo lo que necesitas saber sobre este tipo de energía, su funcionamiento, ventajas y desventajas.

Energía Fotovoltaica: Su Definición

Es aquella que utiliza, o aprovecha la energía del Sol para generar energía eléctrica, a través de paneles solares. Suficiente electricidad como para satisfacer los requerimientos energéticos de un hogar, comunidad y hasta a nivel industrial.

Producir electricidad a partir del Sol es una forma de producción limpia y sostenible, ya que no genera emisiones tóxicas de CO2, ni ningún residuo contaminante. Además, es renovable porque su fuente es un recurso natural inagotable.

Principios de la Energía Fotovoltaica y como funciona

La ciencia detrás de este tipo de energía renovable se encuentra en sus paneles, o celdas. Generan electricidad de esta manera: las células son capaces de recibir los rayos del Sol, absorben la energía lumínica (fotones) y conservan la energía eléctrica (electrones), un proceso denominado efecto fotoeléctrico.

Conozcamos cada uno de los componentes involucrados y su funcionamiento en la generación de electricidad:

Placas Solares

Son la base de todo el proceso, y la mayor responsable del funcionamiento de todo el sistema de generación eléctrica por medio del sol. Por ello la analizamos primero.

Elementos de las Placas solares

Este dispositivo funciona y genera electricidad gracias a cada uno de sus elementos. Los describimos brevemente ahora:

• Borde de aluminio: sirve para la instalación del sistema y para proteger las células fotovoltaicas.
• Cubierta de vidrio: potencia la radiación y protege a la célula.
• Capa encapsuladora EVA: evita que la radiación se disipe, para aprovecharla al máximo. También protege de la humedad y demás elementos.
• Celdas: la celda hace el trabajo de convertir la energía del sol en energía eléctrica.
• Aislamiento posterior: para proteger a la celda.
• Diodos: protege el rendimiento de todo el panel cuando está a la sombra, al evitar el efecto negativo.
• Caja de conexiones eléctricas: mantiene unido todos los cables.

Tipos de Celdas Solares

Existen diferentes tipos de placas solares hechas de silicio, que es un elemento semimetal abundante en la tierra, con capacidad refractaria. Por esta razón, es usado en la fabricación de fuentes de energía solar; entre los cuales, tras un proceso de fusión, se pueden conseguir estas diferentes variaciones del silicio:

• Monocristalino: Este tipo de silicio tiene una composición química de cristal único (de ahí el prefijo mono). Es de estructura cristalina que no se interrumpe en sus bordes, los cuales son redondeados. El aspecto visual en un módulo fotovoltaico es de color oscuro y de alta pureza que da rangos de eficiencia que llega al 21%.
• Policristalino: Este tipo de silicio está compuesto por múltiples cristales de silicio (prefijo poli) que generan ángulos de 90° y por lo tanto es discontinua. Son mucho más económicos pero también menos eficientes, con rangos máximos de 17%. En los módulos fotovoltaicos forma bordes cuadrados y una coloración diferente, con un tono más azul.
• Amorfo o De Capa Fina: Aquí se combina al silicio con otros materiales, por ejemplo el seleniuro de cobre. Este proceso permite abaratar los costes de fabricación y crear un módulo flexible, adaptable a cualquier tipo de superficie. Sin embargo, tiene baja eficiencia, tan solo de 7%; se puede compensar con la instalación de más placas.

Inversor solar

Este componente es el encargado de transformar la energía eléctrica continua, que genera la placa, a energía eléctrica alterna, para que pueda ser usada en el hogar, oficinas e industria.

Estos son los tipos de inversores:

• De Onda sinusoidal: se adapta a los aparatos electrónicos domésticos de corriente alterna.
• De Onda senoidal modificada: para equipos con motores eléctricos.
• De conexión a red: sincroniza la carga procedente de la red de la calle con la carga procedente del sistema fotovoltaico.

Estos a su vez pueden ser:

• Inversores monofásicos: la corriente fluye por un solo conductor, ideal para la iluminación y aparatos de pequeño consumo.
• Inversores trifásicos: tienen 3 conexiones que emite una potencia constante y hace aumentar el rendimiento de los equipos.

Baterías

La Batería es una pieza indispensable, almacena la energía producida por el sistema, durante las horas de sol, para ser utilizada después. Es también una herramienta para aumentar la capacidad y rendimiento del sistema, porque permite que varios dispositivos estén conectados.

Energía Fotovoltaica: Cómo funciona

Habiendo analizado cada parte, resumamos ahora el funcionamiento,

1. El proceso inicia con las placas solares, ellas reciben la energía solar, absorbiendo los fotones y liberando los electrones, (efecto fotovoltaico). Lo que produce energía eléctrica continua.
2. Seguidamente, esta electricidad continua es transformada en energía eléctrica alterna y se aumenta su voltaje para ser usado en el hogar o industria.
3. Por último, la electricidad producida es consumida o almacenada en baterías, para ser aprovechados en horas nocturnas, por ejemplo.

Tipos de Sistemas de Energía solar

Existen dos tipos de Instalaciones Eléctricas solares, y están determinadas por si está conectada a la red de la calle, o no. Estas son:

Sistema de Conexión de red

El sistema se mantiene conectado a la red, esto puede ser con un doble propósito. En primer lugar, podría combinarse el uso, es decir, que la red surta durante las horas que las celdas no puedan generar electricidad.

Por ejemplo, durante días muy nublados u horas nocturnas. Cuando no se tienen baterías de almacenamiento en el sistema, tan solo con un conversor, se cambia del sistema solar a la red de la calle. Con este uso, se ahorra en el pago de la factura.

Una segunda forma es, que el hogar o empresa, produce hasta más de la energía que consume. Se mantiene la conexión para surtir por allí el excedente producido y que pueda ser aprovechado por el resto de personas conectadas a la red.

Esto trae beneficios económicos a parte del ahorro en la factura de la luz. Debido a que la empresa de la red eléctrica te paga ese excedente que has aportado a su sistema.

Sistema aislado

Esta se mantiene totalmente independizada de la red, y produce por si misma toda la energía necesaria, el excedente es almacenado en baterías. Es un sistema mucho más costoso debido a la cantidad de baterías que se deben tener y, a la capacidad de producción al que se debe llegar.

Es muy común ver este sistema en empresas o en zonas aisladas, donde no hay tendido eléctrico. Tal vez, en zonas de producción agrícola o ganadera.

Energía fotovoltaica precios

Existe un amplio mercado, con diferentes marcas y productos. Esto trae variaciones en el precio debido a la calidad y a la reputación del fabricante; para ayudar, mostramos algunos precios promedios:

• Las placas solares: Los precios de referencia oscilan entre menos de 100 € hasta llegar a 400 €.
• Inversor solar: Su precio promedio oscila entre los 400 € y 1.500 €.
• Baterías: El margen es bastante amplio, desde los 500 € hasta los 10.000 €.

Precio Promedio de un Sistema Conectado a la red:

• Para producir un promedio de 10 a 15 kWh por día, el precio de referencia en materiales sería entre 1.500 € a 2.000 €.
• Para producir un promedio de 25 a 35 kWh por día, el precio de referencia en materiales sería entre 3.500 € a más de 4.000 €.

Precio Promedio de un Sistema Aislado o de Autoconsumo:

• Para producir un promedio de 3 kW, el precio de referencia en materiales sería entre los 3.500 € a 4.500 €.
• Para producir un promedio de 4 kW a 5 kW, el precio de referencia en materiales sería entre los 4.500 € a 6.000 €.
• Para producir un promedio de 6 kW a 7 kW, el precio de referencia en materiales sería entre los 6.000 € a 8.000 €.

¿Qué se necesita para hacer una Instalación Fotovoltaica?

Para instalar la energía fotovoltaica en España debes tener presente algunos factores, afín de que pueda ser rentable para ti y maximices los beneficios. Te los mencionamos a continuación:

• Calcular el consumo energético mensual o anual de tu hogar o empresa.
• Tener los materiales acordes para satisfacer ese consumo mensual.
• Tener un espacio libre de al menos 20 m x 20 m.
• En España se deben orientar los paneles en dirección Sur, con 30° de inclinación.
• Que no le de sombra a las placas.
• Verificar que el techo donde se hará la instalación esté en óptimas condiciones y resista el peso del sistema.

¿Qué son las Subvenciones que ofrece el Gobierno Español?

Con el propósito de incentivar la instalación y la capacidad fotovoltaica en el territorio nacional, el Gobierno aprobó conceder dinero a personas, entidades e instituciones para ayudarles a realizar esta obra. Estas subvenciones están divididas en 6 programas y serían repartidas por las comunidades autónomas:

• Programa 1: dedicado al Sector terciario en la ayuda para el autoconsumo y almacenamiento.
• Programa 2: beneficia a otros sectores del aparato productivo en la ayuda de su autoconsumo y almacenamiento.
• Programa 3: incorpora a los sistemas que ya existen en los sectores económicos.
• Programa 4: Para el sector público, residencial y servicios generales.
• Programa 5: añade a los sistemas que ya existen en los sectores residenciales, sector público y tercer sector.
• Programa 6: Para proyectos de climatización y agua caliente sanitaria obtenidas por el uso de energías renovables en el sector residencial.

Recomendamos consultar con el proveedor cómo podrías beneficiarte de estos programas y qué requisitos debes cumplir. Habiendo una ayuda económica por parte del gobierno, ¿por qué no aprovecharla para dar el paso a la energía solar?

Energía fotovoltaica ventajas y desventajas

Ahora podemos ver las múltiples ventajas que se ganan con la energía solar. Resumiremos esos puntos fuertes y débiles en el siguiente cuadro:

Energía Solar Fotovoltaica

Ventajas

Desventajas

* Energía renovable. * Responsable con el medioambiente. * Ahorro de dinero en la disminución de la factura de la luz. * Ingresos por la venta de excedente. * Ganancias debido a la amortización de la Inversión inicial. * Reducir la dependencia a la red eléctrica. * Alternativa a los medios no renovables (Gas, Petróleo, Carbón). * Un mercado creciente y variado. * Apoyo y Subvenciones para la Inversión.

* Coste de Inversión Inicial bastante alto. * Capacidad de producción intermitente (Ej., debido al clima) * Dependencia a las condiciones geográficas para su instalación.

Hemos podido ver que la energía solar es una energía limpia y renovable. Por medio de placas solares se capta la energía lumínica y se libera fotones para generar electricidad continua. Un inversor la convierte en corriente alterna y una batería la almacena para ser aprovechado en horas sin luz del sol.

En España la energía fotovoltaica es una realidad, cada vez hay más familias que han decidido dejar de usar las energías a base del Gas/Petróleo, ser más consientes con el medioambiente e independizarse de la exportación. Toda esta información te ayudará a evaluar tu situación y unirte a la energía solar.