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Energía fotovoltaica
El elemento principal de un sistema de energía fotovoltaica es la célula fotoeléctrica, un dispositivo construido de silicio (extraído de la arena común). Los paneles solares están constituidos por cientos de estas células, que conexionados adecuadamente suministran voltajes suficientes para, por ejemplo, la recarga de unas baterías. Tienen utilidad en múltiples campos,desde el ámbito doméstico, hasta los satélites artificiales.
Para construir una célula se utiliza arena común con alto contenido en silicio; se obtiene inicialmente una barra de silicio sin estructura cristalina (amorfo), que mediante un proceso electrónico es transformada en una estructura monocristalina, la cual posee características de aislante eléctrico, a continuación se corta en obleas(finas láminas de sólo una décima de milímetro), asegurándose antes de que está totalmente limpio de impurezas, pues una sola impureza entre un millón lo hace inservible.
Las obleas son fotograbadas en celdillas con polaridades positiva y negativa; la polaridad positiva se consigue a base de introducir impurezas compuestas por átomos que en su capa de valencia sólo tienen tres electrones y lanegativa a base de introducir impurezas compuetas por átomos que en su capa de valencia tienen cinco electrones. El conjunto de ambos materiales (positivos y negativos) forman un diodo que dejar pasar la corriente eléctrica en un sentido, y no en el otro, pero si permitimos la entrada de luz en su estructura cristalina se producirá movimiento de electrones dentro del material, por eso estediodo es denominado más concretamente fotodiodo o célula fotoeléctrica.
Cuando la energía luminosa incide en la célula fotoeléctrica, existe un desprendimiento de electrones de los átomos que comienzan a circular libremente en el material. Si medimos el voltaje existente entre los dos extremos del material (positivo y negativo) observaremos que existe una diferencia de potencial entre 0,5 y 0,6voltios.
Si le aplicamos una carga eléctrica, veremos que es posible obtener una corriente de 28 miliamperios por cada centímetro cuadrado iluminado. Hemos convertido el dispositivo en una especie de batería eléctrica, que permanecerá aportando energía indefinidamente mientras reciba iluminación.
Pero esta pequeña cantidad de energía es insuficiente e inútil, si no somos capaces de obtenermayores voltajes y corrientes que permitan aplicaciones prácticas. Para ello se diseñan en cada oblea cientos de diodos del tipo descrito, los cuales, interconectados en serie y paralelo son capaces de suministrar tensiones de varios voltios, así como corrientes del orden de amperios.
Este sistema básico de generación de energía por medio de la luz solar, puede obtener un rendimiento mayor sise disponen dispositivos de control adecuados. Posteriormente, la energía obtenida debe ser almacenada para que pueda ser utilizada por la noche, en que la ausencia de luz no permite su obtención directa. Los paneles solares pueden acoplarse en forma modular, ello permite que puedan pasar de un sistema doméstico de generación de energía, a otro más potente para industrias o instalaciones degran consumo.
Una central de energía fotovoltaica para uso industrial, precisa disponer de un notable espacio de terreno para que sea rentable.
Uno de los inconvenientes de este sistema de generación de energía es la técnica de construcción de las obleas, excesivamente compleja y cara; otro es el rendimiento obtenido y el espacio de terreno ocupado por los elementos captadores ( elrendimiento final se estima entre un 13 y un 18%).
|Como contrapunto a sus inconvenientes, es un sistema ideal para instalar en: lugares remotos donde no sea posible tender cableados |
|eléctricos o disponer de personal de mantenimiento, faros marinos de costas poco accesibles, equipos de salvamento a bordo de |
|buques, satélites artificiales, la Estación Espacial Internacional, etc....
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