GENERADOR DE ENERGÍA FOTOVOLTAICO

TEMA: GENERADOR DE ENERGÍA FOTOVOLTAICO

¿Qué es?
La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o bien mediante una deposición de metales sobre un sustrato denominada célula solar de película fina.
Este tipo de energíase usa para alimentar innumerables aplicaciones y aparatos autónomos, para abastecer refugios o viviendas 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. Entre los años2001 y 2015 se ha producido un crecimiento exponencial de la producción de energía fotovoltaica, doblándose aproximadamente cada dos años.La potencia total fotovoltaica instalada en el mundo (conectada a red) ascendía a 16 GW en 2008, 40 GW en 2010, 100 GW en 2012 y 140 GW en 2013. A finales de 2014, se habían instalado en todo el mundo cerca de 180 GW de potencia fotovoltaica.


Origen
El término"fotovoltaico" se comenzó a usar en Reino Unido en el año 1849. Proviene del griego φώς: phos, que significa "luz", y de -voltaico, que proviene del ámbito de la electricidad, en honor al físico italiano Alejandro Volta.nota 2
El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez unos diez años antes, en 1839, por el físico francés Alexandre-Edmond Becquerel, pero la primera célula solar no sefabricó hasta 1883. Su creador fue Charles Fritts, quien recubrió una muestra de seleniosemiconductor con pan de oro para formar la unión. Este primitivo dispositivo presentaba una eficiencia menor del 1 %, pero demostró de forma práctica que, efectivamente, producir electricidad con luz era posible.Los estudios realizados en el siglo XIX por Michael Faraday, James Clerk Maxwell, NikolaTesla 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,31 que es el fundamento de la conversión de energía solar a electricidad.



El físico francés Alexandre-Edmond Becquerel fue el descubridor del efecto fotovoltaico en 1839, fundamental para el desarrollo delas células fotoeléctricas.





Principio de funcionamiento
En un semiconductor expuesto a la luz, un fotón de energía arranca un electrón, creando a la vez un «hueco» en el átomo excitado. Normalmente, el electrón encuentra rápidamente otro hueco para volver a llenarlo, y la energía proporcionada por el fotón, por tanto, se disipa en forma de calor. El principio de una célula fotovoltaica esobligar a los electrones y a los huecos a avanzar hacia el lado opuesto del material en lugar de simplemente recombinarse en él: así, se producirá una diferencia de potencial y por lo tanto tensión entre las dos partes del material, como ocurre en una pila.
Para ello, se crea un campo eléctrico permanente, a través de una unión pn, entre dos capas dopadas respectivamente, p y n. En las células desilicio, que son mayoritariamente utilizadas, se encuentran por tanto:
La capa superior de la celda, que se compone de silicio dopado de tipo n.nota 3 En esta capa, hay un número de electrones libres mayor que en una capa de silicio puro, de ahí el nombre del dopaje n, negativo. El material permanece eléctricamente neutro, ya que tanto los átomos de silicio como los del material dopante sonneutros: pero la red cristalina tiene globalmente una mayor presencia de electrones que en una red de silicio puro.
La capa inferior de la celda, que se compone de silicio dopado de tipo p.nota 4 Esta capa tiene por lo tanto una cantidad media de electrones libres menor que una capa de silicio puro. Los electrones están ligados a la red cristalina que, en consecuencia, es eléctricamente neutra pero...