La energía solar fotovoltaica se ha convertido en uno de los principales recursos a la hora de obtener energía eléctrica de un modo más ecológico y mucho más económico, reduciendo nuestro impacto en el medio ambiente, y obteniendo un recurso que estará accesible en cualquier parte del mundo al que llegue el sol.
Qué es la energía fotovoltaica
La energía solar fotovoltaica es un sistema a través del cual se obtiene energía a partir de la radiación solar.
Se considera un sistema renovable puesto que no precisa de elementos externos para su funcionamiento, además de que tampoco consume recursos fósiles ni emite ningún tipo de contaminación durante su funcionamiento.
Su funcionamiento es simple, ya que básicamente lo que hace es absorber la radiación solar a través de las células fotovoltaicas que forman el panel, transformándola en electricidad.
Es importante tener en cuenta que estamos hablando de un tipo de tecnología que se empezó a forjar aproximadamente en el año 1839, de manera que esto ha permitido una importante evolución, alimentada por numerosos científicos entre los que encontramos a Albert Einstein, Nikola Tesla, Michael Farady, Heinrich Hertz o James Clerk, los cuales, de una forma más o menos directa, han dado lugar a teorías que permitieron la base necesaria en el ámbito de la energía fotovoltaica tal y como la conocemos a día de hoy.
Principales aplicaciones de la energía solar fotovoltaica
Desde una perspectiva general, la energía solar fotovoltaica nos va a servir para cualquier tipo de sistema que requiera de energía eléctrica para su funcionamiento.
Sin embargo, vamos a especificar un poco más con aquellas aplicaciones que ya cuentan con sistemas de energía fotovoltaica desarrollados.
Alternativas de energía fotovoltaica para la electrificación rural
No hay duda de que la fotovoltaica ha revolucionado sobre todo el modo en que se suministra electricidad a lugares remotos, entre los que encontramos los espacios rurales.
Ahora no es necesario que pase una red eléctrica ni llevarla hasta el lugar con los costes que supone, sino que con una instalación local, se puede abastecer a pueblos enteros sin ningún tipo de problema.
Ideal por ejemplo para pueblos que se encuentran en zonas de muy difícil acceso, donde costaría demasiado dinero extender la red eléctrica, o directamente resulta imposible hacerlo.
Edificios dotados de energía solar fotovoltaica
Cada vez son más los proyectos de edificios con sistemas de energía fotovoltaica integrados.
Por ejemplo, en barandillas, ventanas solares, cúpulas solares y otros muchos elementos que pueden ser construidos de manera que se absorba la radiación, se produzca la energía eléctrica necesaria para satisfacer (al menos en parte) las necesidades del edificio, y por supuesto, todo ello sin elementos adicionales más que los necesarios para la propia estructura y cerramientos del edificio.
De hecho, en este sentido no debemos olvidar las ventajas de los propios paneles solares en materia de conservación del fresco durante el día y del calor durante la noche en aquellas habitaciones que se encuentran justo debajo de las propias placas.
Energía solar mediante fotovoltaica para sistemas híbridos
Existen sistemas híbridos que se alimentan generalmente de energía solar y diésel, consiguiendo de este modo reducir el consumo de energías fósiles.
Además, este tipo de sistema es el que se recomienda en aquellos lugares en los que se quiere garantizar un suministro estable como por ejemplo las viviendas aisladas y con una instalación fotovoltaica autónoma.
Este ejemplo se basaría en una instalación solar fotovoltaica (apoyada o no con energía eólica), que además incorpora un generador eléctrico (ya sea de gasolina o gasoil), con el que generar electricidad en el caso de que la instalación no produjese la necesaria.
La parte positiva en estos casos es que, mientras que no es necesario (lo cual es la mayor parte del tiempo), el generador permanecerá apagado y sin consumir absolutamente nada.
Básicamente es un sistema de emergencia que se puede activar por ejemplo cuando viene familia y consumimos más de lo normal, si pasan muchos días nublados y no generamos lo suficiente, etc.
De este modo, ya no tendremos miedo de quedarnos sin luz en ningún momento.
Equipos de energía solar para telecomunicaciones y señalización
Se trata de un sistema fantástico para alimentar instalaciones de telefonía, radio y televisión, muy especialmente si estas se encuentran aisladas.
De igual manera, también sirve para abastecer sistemas de emergencia en las carreteras, alimentar la señalización ferroviaria, balizas, estaciones meteorológicas, sistemas de obtención de datos ambientales y de calidad del agua, etc.
Básicamente nos permite realizar cualquier tipo de instalación en cualquier parte sin tener que llevar un caro tendido eléctrico hasta el lugar.
Fotovoltaica en el transporte y la navegación marítima
El transporte tanto por tierra como por mar y aire, también se beneficia de la energía fotovoltaica.
Existen numerosas configuraciones que van desde alfombras solares para barcos hasta techos solares, ventanas solares y un sinfín de elementos que nos permiten aprovechar la radiación que recibe nuestro vehículo para convertirla en energía eléctrica.
Dicha energía se puede utilizar para cualquier uso que va desde la iluminación del vehículo, a incluso impulsarlo.
Instalaciones fotovoltaicas para la red eléctrica
Algunos usuarios optan por los sistemas fotovoltaicos conectados a red, los cuales evitan la necesidad de instalar las baterías o acumuladores (que os recordamos que es lo más caro de la instalación y lo único que hay que ir renovando con el paso de los años).
De esta manera, la energía que se produce se va consumiendo en la vivienda, mientras que el excedente se vierte a la red eléctrica.
En los momentos en los que no hay radiación suficiente, pasamos a consumir de la propia red.
Recursos energéticos mediante energía solar para los sistemas de bombeo
Cuando hablamos de sistemas de bombeo de aguas, lo habitual es que nos refiramos a lugares remotos donde se necesita una bomba de agua para moverla ya sea para riego, para abastecer al ganado, para su desalinización, e incluso para el agua potable.
Este sistema no sólo reduce el coste de forma considerable, sino que además, también minimiza el impacto en el medio en que se encuentra.
Sistemas fotovoltaicos flotantes
Otro sistema muy interesante y que cada vez se está imponiendo más, es la posibilidad de construir huertos solares pero en el mar en lugar de en la tierra.
No debemos olvidar que la superficie del planeta es 3/4 agua, de manera que es una buena forma de aprovechar el espacio y realizar instalaciones grandes sin por ello reducir nuestro espacio disponible.
Tecnología de energía solar fotovoltaica para dispositivos aislados
Hay numerosos dispositivos aislados que funcionan de forma mucho más rentable y eficiente gracias a la energía fotovoltaica.
En este ámbito encontramos desde las calculadoras hasta señales de tráfico temporales por obra o situaciones de peligro, sistemas remotos de vigilancia, teléfonos de emergencia, radios y sistemas de alimentación para dispositivos, etc.
Esquema de una instalación de energía solar fotovoltaica
Vamos a destacar dos esquemas para instalación fotovoltaica en función de si conectamos o no a la red eléctrica.
Esquema de instalación fotovoltaica aislada
Si vivimos en una zona aislada de la red eléctrica, o nos encontramos en países (como por ejemplo España) en la que el Estado ha impuesto por ley el pago por la acumulación de energía en la red de las empresas eléctricas, lo más interesante es optar por una instalación de fotovoltaica completamente aislada.
Esto quiere decir que vamos a instalar un sistema que produce y almacena la electricidad, sin elementos externos.
Esquema de instalación fotovoltaica conectada a la red
La otra opción es reducir los costes de la instalación eliminando los acumuladores (es decir, las baterías para guardar la electricidad).
Para ello necesitamos conectarnos a la red eléctrica, y dependiendo del país, es posible que nos cobren dinero cada mes por utilizar la propia red a modo de almacenamiento.
Ventajas y desventajas de la energía solar fotovoltaica
Siempre desde la perspectiva de su instalación en nuestro hogar, vamos a estudiar cuáles son las ventajas y las desventajas de la energía solar fotovoltaica.
Ventajas de la energía fotovoltaica en el hogar
Estas son las principales ventajas que encontramos a la hora de optar por un sistema fotovoltaico:
- Apenas requiere mantenimiento, ya que tan sólo hay que limpiar los paneles y comprobar que el sistema está funcionando correctamente.
- Aunque todavía queda tiempo por delante para avanzar y conseguir paneles más efectivos, lo cierto es que la nanotecnología y la física cuántica nos hacen ver que pronto será una realidad la instalación de paneles solares de tamaño muy reducido.
- El sistema requiere una inversión inicial que puede ser algo costosa, pero se amortiza en apenas unos años, especialmente en países como España donde la electricidad es muy cara y hay mucha radiación solar para producirla, lo que hace que con un equipo menor se obtengan resultados mucho mayores.
- Es renovable, ya que la energía no se gasta.
- La energía solar mediante fotovoltaica es completamente silenciosa.
- Los paneles solares tienen una vida útil muy larga, y de hecho, es habitual encontrar entre 20 y 25 años de garantía para los mismos.
- No genera gases de efecto invernadero.
- Es muy abundante, y de hecho, existe mucha más energía de la que necesita el ser humano.
- No produce polución.
- Permite llevar la energía eléctrica a cualquier parte del mundo.
- Resulta sencillo crear un huerto solar a través del cual se puede alimentar con electricidad a una comunidad entera, sin la necesidad de instalar las placas casa por casa.
- Se trata de una energía mucho más barata que las energías fósiles.
Desventajas de la energía fotovoltaica en el hogar
Y por otra parte, también es importante que valoremos los aspectos en contra que nos podemos encontrar con este tipo de sistemas:
- Si los paneles no se limpian con regularidad y se acumula la suciedad, se reduce la producción de energía.
- Los días nublados se produce menos electricidad que los soleados, aunque cada vez son más los colectores fotovoltaicos que producen incluso durante la noche.
- Al no tener una producción constante y garantizada de energía las 24 horas, requiere de una fuente de energía adicional para garantizar la producción (generalmente se utilizan generadores de gasolina, pero también se pueden utilizar aerogeneradores y cualquier otro sistema de producción de energía).
- Para realizar la instalación, necesitamos llevar a cabo una inversión inicial que puede ser bastante costosa. No obstante, en la actualidad existen multitud de medios de financiación que ofrecen incluso las empresas proveedoras.
- En los lugares donde la radiación solar es menor, el rendimiento de este sistema es inferior.
- Instalar sistemas de almacenamiento es lo más caro de toda la instalación. Es decir, podemos consumir directamente desde la placa, pero para garantizar una reserva necesaria para cubrir las necesidades durante la noche o en temporales y días nublados, tenemos que instalar baterías, las cuales deberemos sustituir con cierta regularidad.
- Todavía no se ha avanzado lo suficiente en materia de tecnologías para la fabricación de los captadores, por lo que siguen siendo algo grandes y pesados.
De todo esto podemos sacar la conclusión de que, si vivimos en lugares cálidos y con una buena radiación, sin duda se trata de un sistema fantástico y que amortizaremos en muy poco tiempo.
Sin embargo, en el caso de que se trate de países muy nublados y fríos, quizás todavía resulta algo caro para que se pueda amortizar rápidamente, aunque aun así, sigue ofreciendo resultados muy interesantes, sobre todo si lo apoyamos con otros sistemas renovables como los que os vamos a ir presentando en los próximos días.