Fundamentos Teoricos De Luz Solar

CAPITULO I: Fundamentos teóricos
1.1. Energía Solar Fotovoltaica
1.1.1. Energía Solar
La energía solar es la energía que emite el Sol, que corresponde a una radiación
electromagnética formada por un conjunto de longitudes de onda, en que su
velocidad de propagación es unos

. El Sol genera su energía mediante

reacciones nucleares de fusión (por ejemplo: dos átomos de hidrógeno queproducen
helio…) que se llevan a cabo en su núcleo. La generación de energía proviene, por
tanto, de la pérdida de masa del Sol, que se convierte en energía de acuerdo con la
ecuación de Einstein, E = mc2, donde E es la cantidad de energía liberada cuando
desaparece la masa m; c es la velocidad de la luz.
La energía solar, como recurso energético terrestre, está constituida simplemente por
laporción de la radiación que emite el Sol y que es interceptada por la Tierra.

1.1.2. Energía Solar Fotovoltaica
La energía solar fotovoltaica es una forma de energía obtenida del sol a través de
paneles fotovoltaicos. Bajo la denominación “FOTOVOLTAICO” se engloban el
conjunto de las tecnologías que permiten la conversión directa de la luz solar en
electricidad, mediante un dispositivoelectrónico llamado “CÉLULA SOLAR”.
El efecto fotovoltaico fue descubierto por el físico francés Edmund Becquerel en
18391. Sin embargo, y a pesar de lo que esta temprana fecha pudiera indicar, la
tecnología fotovoltaica es muy reciente en nuestra historia. El primer dispositivo que
puede ser propiamente llamado célula solar fue una célula de selenio con una
eficiencia del 1% fabricada en 1941. LaWestern Electric comercializó, por primera
vez, células solares en el año 1955.
Estos paneles fotovoltaicos están constituidos por semiconductores, diodos, que se
excitan al recibir la radiación solar en forma de fotones y generan una diferencia de
potencial entre sus terminales. Un diodo genera una diferencia de potencial tan
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BOOKRAGS, Becquerel Alexandre Edmond (1820–1891), 3-julio-2010,www.bookrags.com/
research/becquerel-alexandre-edmond-1820-189-mee-01/

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pequeña que para conseguir tensiones de varios voltios hay que conectar en serie
muchos de estos fotodiodos.
La energía fotovoltaica era, al menos, 50 veces más cara que cualquier otra forma
convencional de energía lo que, naturalmente, mantenía a las células solares
totalmente alejadas del mercado terrestre. Enesos años, la tecnología fotovoltaica
estaba fuertemente ligada a la carrera espacial. El primer satélite solar fue el
Vanguard I, lanzado en 1958, y que disponía de un módulo fotovoltaico para
alimentar un transmisor de 5 miliwatios2.
A partir de lo que se podría llamar primera célula que se fabricó con selenio, los
avances más grandes desde la década de los 50 se han hecho en fabricación decélulas de silicio y en la actualidad en células que combinan varios semiconductores
conectados formando un tándem (células multiunión).

1.1.2.1. Células Fotovoltaicas
Las células solares modernas están fabricadas de unos materiales con propiedades
electrónicas específicas denominados semiconductores. Las células solares funcionan
gracias a algunas de esas propiedades.

1.1.2.1.1.Estructura de bandas: Electrones y huecos
Según la teoría atómica se sabe que los electrones que se encuentran orbitando
alrededor del núcleo atómico no pueden tener cualquier energía, sino solamente unos
valores determinados llamados niveles energéticos. En otras palabras, y de acuerdo
con el modelo de Böhr, la configuración electrónica nos indica en qué niveles y
subniveles de energía seencuentran los electrones de un átomo. Los niveles de
energía son 1, 2, 3, 4, 5... y los subniveles: s (con 2 electrones como máximo), p (con
6 electrones como máximo), d (con 10 electrones como máximo) y f (con 14
electrones como máximo).

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ENCICLOPEDIA AUSTRONAÚTICA, Vanguard 1, 3-julio-2010, www.astronautix.com/
craft/vanuard1.htm

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El diagrama de Moeller es una regla muy simple y...