Energia Fotovoltaica

CAPITULO 2
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
2.1 La energía Solar
Desde los inicios de la historia se ha considerado al sol como fuente de vida y origen de las demás formas de energía que ha utilizado el hombre, ya que en teoría puede satisfacer todas las necesidades usando convenientemente toda la luz que incide sobre el planeta. En un solo año, el sol puede enviar a la tierra cuatro mil veces másenergía que la que se consumirá; existen países que tienen una situación privilegiada con respecto al sol, como los que están en las regiones de América Central y del Sur, así como en el Medio Oriente, África y Asia. Esta energía recibida se puede convertir en otras formas útiles, por ejemplo electricidad. Un aspecto importante es que, se debe tratar de aprovechar por distintas técnicas esta fuentede energía, que es limpia e inagotable, para que en el mediano y largo plazo pueda liberar o reducir sensiblemente el uso de combustibles fósiles. En este momento es una tecnología incipiente para la captación, acumulación y distribución de la energía solar, y aun no es definitivamente competitiva.
La energía solar, captándola en forma adecuada se puede obtener calor y electricidad. El calor seobtiene por medio de colectores o captadores térmicos y la electricidad con los llamados módulos fotovoltaicos. Los dos procesos son independientes en cuanto a la tecnología usada en cada caso y en cuanto a su capacitación.
Los paneles solares constituyen uno de los métodos más simples que se pueden usar para convertir la energía del sol en energía eléctrica aprovechable, sin que en estatransformación se produzcan subproductos peligrosos para el medio ambiente. Parten de una fuente de energía que para nosotros va a resultar inagotable: la energía que emite el sol, y de la que nos llega una cantidad tal, que si toda ella pudiera ser aprovechada, bastaría media hora de un día para satisfacer la demanda energética mundial durante todo un año.
La principal desventaja que presenta la energíasolar es su coste. Los paneles solares no son baratos (aunque la materia prima, silicio, sea muy abundante), y además están construidos con materiales frágiles y sensibles (semiconductores, cristal, etc.), que requieren mantenimiento constante y a menudo, ser reemplazados. Cada panel no rinde más de un 40%, por lo que un panel solar aislado no produce suficiente potencia. No obstante, este problemase soluciona agrupando mayor número de paneles que funcionen conjuntamente para producir energía. Aunque este sistema ocupa más espacio, genera mucha más potencia.
Actualmente se tiende a una mejora de los rendimientos de las células energéticas, lo que se traduce en una creciente disminución de los costes por lo que resulta una alternativa viable a otras fuentes de energía.
Es previsible unaumento a nivel mundial de este tipo de energía para sus demostradas ventajas a todos los niveles.
2.2 Radiación solar disponible
La energía contenida en los rayos del sol se calcula a partir de la formula de Planck,
E=hv
Donde
E = energía de los fotones
h = constante de planck, que equivale a 6,625 x 10-34 Js
v = frecuencia a la que oscilan los fotones o la frecuencia de las ondas de luz
De estaforma se desprende que hay fotones que poseen gran cantidad de energía (como los rayos gamma) y otros que son menos energéticos (los rayos infrarrojos, por ejemplo). Esto se traduce que hay fotones que ni siquiera pueden atravesar la atmosfera terrestre, mientras que otros cruzan los tejidos blandos del cuerpo y chocan únicamente con los huesos (rayos X).

La energía que llega a la parte alta de laatmosfera es una mezcla de radiaciones de longitudes de onda, formada por radiación ultravioleta, luz visible y radiación infrarroja.

Figura 2.1 espectro solar terrestre de la radiación solar disponible
2.3 Constante Solar
Para medir la cantidad de energía solar que llega a la frontera exterior que delimita la atmosfera, se establece lo que se llama constante solar. Es la misma cantidad de...