Energía Solar

ENERGÍA SOLAR

Cuando pensamos en la energía solar, dos manifestaciones de ésta, luz y calor, son fácilmente reconocidas. Ambas juegan un papel vital en la vida de nuestro planeta. La luz solar hace posible el proceso de fotosíntesis, sin el cual el reino vegetal y animal desaparecerían. El calor tempera el clima y evapora las aguas del mar, las que, libres del contenido salino, son devueltasal planeta en forma de lluvia. Seres humanos, animales y plantas deben su existencia a este simple mecanismo de purificación.
Varias de las civilizaciones antiguas, consientes de esta dependencia, convirtieron al sol en una deidad digna de veneración.
La radiación solar puede ser transformada directamente en energía eléctrica. A este fenómeno se le denomina efecto fotovoltaico. A mediados delsiglo XIX (1839) el físico francés Becquerel descubrió el efecto fotovoltaico (FV). Varios físicos, como Willbughby Smith (1873) y Lenard (1900) verifican su existencia bajo diversas condiciones. Einsten (1905) proporciona la base teórica del fenómeno, ganando el premio Nobel de física. Millikan (1920), un físico norteamericano, corrobora la teoría de Einsten. Sin embargo, la aplicación práctica deesta conversión de energía no comenzó hasta 1954, cuando se necesitó una fuente generadora de energía eléctrica que pudiere alimentar los circuitos eléctricos de los satélites espaciales, sin recurrir al uso de combustibles y con una vida útil de larguísima duración.
Las primeras aplicaciones terrestres del fenómeno FV comienzan en 1972. Desde esa fecha, una sucesión de nuevos procesosindustriales, junto con la expansión del mercado de consumo, permitieron una drástica reducción del costo inicial de los paneles generadores (más de 100 veces desde su debut espacial).
La Radiación Solar

Espectro Luminoso
La luz, sea ésta de origen solar, o generada por un foco incandescente o fluorescente, está formada por un conjunto de radiaciones electromagnéticas de muy alta frecuencia, que estánagrupadas dentro de un cierto rango, llamado espectro luminoso. Las ondas de baja frecuencia del espectro solar (infrarrojo) proporcionan calor, las de alta frecuencia (ultravioleta) hacen posible el proceso de fotosíntesis o el bronceado de la piel. Entre esos dos extremos están las frecuencias que forman la parte visible de la luz solar. La intensidad de la radiación luminosa varía con lafrecuencia. La Fig 1.1 muestra, en forma no detallada, la composición del espectro luminoso.



El “color” de la luz solar depende de la composición del espectro de frecuencias. Los fabricantes de focos luminosos, consientes de este fenómeno, tratan de dar a éstos un espectro de radiación luminosa similar al de la luz solar que llega a la Tierra cuando el sol alcanza la posición del zenith (luzblanca). La intensidad y frecuencias del espectro luminoso generado por el sol sufre alteraciones cuando la luz atraviesa la atmósfera.
Ello se debe a la absorción, reflexión y dispersión que toma lugar dentro de ésta. Los gases presentes en la capa atmosférica actúan como filtros para ciertas frecuencias, las que ven disminuida su intensidad o son absorbidas totalmente. El proceso fotovoltaicoresponde a un limitado rango de frecuencias dentro del espectro visible, de manera que es importante definir el espectro de radiación de la fuente luminosa que se utiliza para evaluar la celda fotovoltaica. Esto se hace especificando un parámetro denominado Masa de Aire.

Irradiación.
Irradiación es el valor de la potencia luminosa. Los fabricantes de paneles fotovoltaicos (FVs) determinan lamáxima potencia eléctrica de salida usando una fuente con una potencia luminosa de 1 KW/m2. Este valor, conocido con el nombre de SOL, se ha convertido en un estándar para la industria, facilitando la comparación de paneles de distintos orígenes. Recordando que 1 m2 = 10.000 cm2, y que 1 KW = 1.000 W, se tiene que:
1 SOL = 1 KW/m2 = 100 mW/cm2
Las dos cantidades son usadas, indistintamente, en las...