Energ a fotovoltaica

Energía fotovoltaica
Andrés Villa Loja andy_h01@hotmail.com

1. Introducción
2. Definición. Principio de funcionamiento
3. Celdas o células fotovoltaicas
4. Panel solar
5. Tipos de Sistemas Fotovoltaicos
6. Centrales de energía solar fotovoltaica
7. La inversión en energía solar fotovoltaica
8. Aplicaciones
9. Impacto medioambiental
10. Productores mundiales de energía fotovoltaica
11.Conclusiones
12. Bibliografía

INTRODUCCIÓN
La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de celdas fotovoltaicas.
Los materiales semiconductores, para su utilización en celdas fotovoltaicas, han de ser producidos en purezas muy altas, normalmente con estructura cristalina.
La conversión de la energía solar a eléctrica serealiza de manera limpia, directa y elegante.
Existen dos elementos que sustentan la utilización de la energía fotovoltaica: “La necesidad de proteger el medio ambiente y la necesidad de crecer económicamente”

Definición
La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de celdas fotovoltaicas.
Principio de funcionamiento
Laconversión fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico, es decir, en la conversión de la energía lumínica proveniente del sol en energía eléctrica.
Consiste en la captación de la energía radiante procedente del sol, equivalente a 3,8 E20 MW.
Es emitida por su superficie a la temperatura de 13 millones de grados (producida por las fusiones de átomos de Hidrógeno para formar Helio).
Se transmitepor el espacio en forma de fotones de luz. Estos fotones atraviesan la atmósfera terrestre perdiendo parte de su energía por los impactos con la misma. Esta pérdida de energía será función de la distancia que recorre (latitud y altitud del sol) y del tipo de atmósfera que atraviesen (clara o nublada) hasta alcanzar la superficie de la Tierra.
Cuando fotones de un determinado rango de energíachocan con átomos de ciertos materiales semiconductores (el Silicio es el más representativo) les ceden su energía produciendo un desplazamiento de electrones que es en definitiva una corriente eléctrica.
Estos fotones se caracterizan por su energía y su longitud de onda (que forman lo que se llama espectro solar). Solo una parte de este espectro (que depende del material semiconductor) es aprovechadapara el desplazamiento de los electrones.
Los materiales semiconductores, para su utilización en celdas fotovoltaicas, han de ser producidos en purezas muy altas, normalmente con estructura cristalina.
Estos cristales se cortan en rebanadas muy finas (del orden de micras) y se dopan unas con elementos químicos para producir huecos atómicos, lado “p”, (en el caso del Si con Boro) y otras con otroselementos para producir electrones móviles, lado “n”,(con Fósforo también en el caso del Si).
La unión de una rebanada “n” con una rebanada “p” (ambas son transparentes y por tanto dejan pasar los fotones) cada una con un conductor eléctrico metálico, forman así una célula fotoeléctrica, la cual bajo la incidencia de fotones, crea una corriente de electrones corriente eléctrica continua- a travésdel circuito eléctrico al que estén conectados los dos conductores de la celda.



CELDAS O CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
Son dispositivos formados por metales sensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. Convierten energía luminosa en energía eléctrica.
Están formados por células elaboradas a base de silicio puro con adición de impurezas de ciertos elementosquímicos, siendo capaces de generar cada una de 2 a 4 Amperios, a un voltaje de 0,46 a 0,48 V, utilizando como materia prima la radiación solar.



Las celdas solares comerciales se fabrican con lingotes de silicio de alta pureza (material muy abundante en la arena).  El lingote es rebanado en forma de placas delgadas llamadas obleas.  El espesor típico usado es del orden de 300 nm (0.3 mm).  Una...