Medio Ambiente: Paneles Fotovoltaicos

Aprovechando la energía solar:

Paneles Fotovoltaicos

La naturaleza pone a nuestra disposición los mejores recursos para generar energía limpia. Los paneles fotovoltaicos se nutren de la energía del Sol y nos ofrecen excelentes posibilidades energéticas que, además de satisfacer nuestras necesidades, nos ayudan a proteger el entorno en el que desarrollamos nuestras vidas.

Entrevistamos a D. Enrique Oromendía, Ingeniero de Caminos y Director Gerente de Miliarium.com, Portal dedicado a la Ingeniería Civil, la Construcción y el Medio Ambiente, que nos explica algunos de los puntos principales relacionados con los paneles fotovoltaicos, su función y los beneficios que su uso reporta al medio ambiente.

1.  ¿Qué son los paneles fotovoltaicos?

Los paneles fotovoltaicos son dispositivos que agrupan células fotovoltaicas, que permiten transformar la energía contenida en la luz solar en electricidad.

Los paneles fotovoltaicos están constituidos por células de materiales semiconductores que producen energía eléctrica a partir de la radiación solar. Cada panel solar es un conjunto de módulos fotovoltaicos unidos entre sí mediante una conexión en serie y/o paralelo (Figura 1). Un módulo fotovoltaico es un conjunto de células fotovoltaicas unidas entre sí mayoritariamente en serie. Una célula fotovoltaica es un dispositivo con dos electrodos capaz de generar entre ellos una fuerza electromotriz por efecto de la radiación solar.

Figura 1. Estructura de los paneles
fotovoltaicos (EVE, 2005).

2.  ¿De qué elementos se componen?

El principal componente de los paneles fotovoltaicos son las células fotovoltaicas. Éstas se agrupan sobre un soporte, generalmente plano, constituido por un marco rígido. Las células fotovoltaicas están fabricadas fundamentalmente a partir de silicio puro, mono o policristalino, aunque también pueden utilizarse otros materiales, como el arseniuro de galio o el teluro de cadmio.

Como el rendimiento de los paneles aumenta cuando su superficie está enfrentada al Sol, en algunos casos pueden ir dotados de un sistema de seguimiento solar dotado de un motor que permite el giro respecto de uno o dos ejes. Como la posición del Sol varía en función de las estaciones, para garantizar el mejor posicionamiento es necesario realizar ajustes periódicamente, que pueden ser realizados de manera manual o mediante servomecanismos de funcionamiento automático.

La energía generada en los paneles se almacena en una o varias  baterías que garantiza el suministro eléctrico incluso en ausencia del Sol. Asociada a la batería se disponen unos reguladores que regulan el flujo de corriente de los paneles a la batería, Además suele ser necesario disponer de inversores que transformen la corriente continua suministrada por los paneles y las baterías en corriente alterna, que es la utilizada por la mayor parte de los electrodomésticos y otros aparatos eléctricos.

3.  ¿Cuál es la función de los paneles fotovoltaicos respecto a la energía renovable?

El Sol es una fuente de energía renovable, y los paneles fotovoltaicos son uno de los instrumentos auxiliares que nos permiten aprovechar la fuente de energía brindada por el Sol, transformándola en electricidad.

El Sol permite, además, otros aprovechamientos de su energía, sin necesidad de tener que transformarla en energía eléctrica, mediante lo que se conoce como energía solar térmica.

4.  ¿Qué aplicaciones tienen los paneles fotovoltaicos?

Cuando la energía solar se transforma en electricidad por medio de los paneles fotovoltaicos, la energía generada se puede utilizar en todo tipo de aplicaciones en los que la electricidad sea la fuente de energía, bien aprovechando la energía continua generada por los paneles, o lo que es más habitual, la energía alterna obtenida a través de los inversores.

La energía solar térmica no precisa de la transformación en electricidad, sino que se aprovecha el calor generado por el Sol directamente. Al no requerir una transformación intermedia, el rendimiento es mayor, esto es, se aprovecha mucho más energía del Sol que cuando se genera electricidad. Las aplicaciones típicas de la energía solar térmica son la generación de agua caliente sanitaria y la calefacción.



Figura 2. Instalación general (EnerAgen, 2007).
Figura 3. Superposición de módulos (AAE, 2009).



5.  ¿Qué beneficios conlleva su uso para el medio ambiente?

Los paneles fotovoltaicos, al aprovechar la energía del Sol, que es la energía renovable por excelencia, permiten reducir el consumo de combustibles fósiles, lo que se traduce en una serie de importantes ventajas: se reduce la producción de contaminantes, como los óxidos de nitrógeno (NOx) y de azufre (SOx), metales pesados como el plomo, partículas microscópicas y los gases de efecto invernadero como el CO2.

Todos los contaminantes enumerados, y muchos otros que se generan tras la combustión de los combustibles fósiles, poseen efectos perjudiciales para la salud, están en el origen de la formación de gases de efecto invernadero que propician el fenómeno del cambio climático y producen otros efectos indeseables, como el smog, el deterioro de las construcciones, suciedad y lluvias ácidas.

6.  ¿Qué beneficios supone para las empresas o los ciudadanos el uso de paneles fotovoltaicos?

Además de la contribución a salvaguardar el medio ambiente, tanto las empresas como los ciudadanos pueden obtener interesantes beneficios económicos ya que la energía generada es gratis, permite tanto el autoconsumo como la venta del excedente de electricidad producido a un pecio tasado y los periodos de amortización de los equipos necesarios para la producción de la energía son relativamente cortos.

Figura 4. Paneles fotovoltaicos en parasoles (AAE, 2009).
Figura 5. Paneles solares en fachada (AAE, 2009).



Las instalaciones solares fotovoltaicas en viviendas aisladas presentan además otras  ventajas:

·         Son silenciosas, limpias y respetuosas con el medio ambiente.

·         Son sistemas sencillos y fáciles de instalar.

·         Requieren un mantenimiento pequeño y tienen gran vida útil.

·         Alta fiabilidad de los módulos fotovoltaicos, larga vida útil y bajos costes de mantenimiento.

·         Rendimientos de conversión razonables obtenidos tanto de la radiación difusa como de la directa.

·         Una vez instalada tiene un coste energético nulo.

·         Ingresos adicionales en el caso de las instalaciones conectadas a red.

·         Tecnología en rápido desarrollo que tiende a reducir el coste y aumentar el rendimiento.

A pesar de las ventajas expuestas, generar electricidad utilizando tecnología fotovoltaica, es mucho más costoso que la generada con combustibles tradicionales. Por otro lado, la energía solar es una fuente discontinua; la demanda existente y la producción de energía no coincide completamente con la disponibilidad de radiación solar, con lo cual se necesitarán sistemas para la acumulación de la energía.

 

FUENTE:

-   D. Enrique Oromendía, Ingeniero de Caminos y Director Gerente de Miliarium.com.

-    ATECOS

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