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Energia solar fotovoltaica

La energia solar fotovoltaica , utiliza dispositivos que convierten la energía de la radiación solar en electricidad. Conectamos el conjunto fotovoltaico al sistema eléctrico actual del edificio. Solo tenemos electricidad más barata en nuestros enchufes. Debido al menor precio de la electricidad, se puede utilizar para calentar el agua y el hogar. 

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Energia solar fotovoltaica

La electricidad obtenida puede ser utilizada de forma continua, almacenada o vendida – dependiendo del tipo de instalación fotovoltaica. Considerando la rentabilidad de la fotovoltaica, hay que recordar que junto con el sistema fotovoltaico “compramos” reservas de energía durante muchos años. Desde el momento en que se lanza la instalación, ¡obtenemos electricidad gratuita del sol todos los días siguientes!

Información sobre la energia solar fotovoltaica

A conrinuación puedes encontrar mucha información sobre la energia solar fotovoltaica

¿Que es la energia solar fotovoltaica?

La energía fotovoltaica es ahora la fuente de energía limpia de más rápido crecimiento en el mundo y puede convertirse directamente en energía eléctrica. Utiliza materiales semiconductores como el silicio cristalino para convertir la energía luminosa en energía fotovoltaica (energía eléctrica solar).

La energía fotovoltaica existe desde hace más de 100 años y hoy en día se utiliza para generar electricidad para miles de hogares e industrias en todo el mundo. Para que se aproveche para generar electricidad para hogares y negocios, las células fotovoltaicas (foto de la derecha) deben montarse dentro de un panel solar para mayor protección y durabilidad y, a su vez, este panel solar se conectará a otros paneles en un sistema. solar fotovoltaica.

El sistema solar fotovoltaico consta de:

  • Paneles solares
  • inversor solar
  • sistema de fijación de placa solar
  • cableado
  • conectores
  • y otros materiales eléctricos estándar

¿Como funciona la energia solar fotovoltaica?

El principio de funcionamiento de las células fotovoltaicas es que un fotón (la unidad mínima de luz) que cae sobre una célula fotovoltaica es absorbido por el silicio y golpea al electrón fuera de su posición y lo obliga a moverse.

Este movimiento es el flujo de corriente eléctrica. Gracias al uso de una unión semiconductora de tipo pn, es posible conectar este proceso con el ciclo de electrones en la red eléctrica. Las células fotovoltaicas convierten la energía solar en electricidad, a diferencia de los colectores solares que producen calor.

Beneficios de la energía solar fotovoltaica

Las principales ventajas de la energía fotovoltaica son el ahorro de facturas y la protección del medio ambiente, pero también la independencia energética. Tenemos nuestra propia electricidad y no tenemos que prestar atención a los crecientes costos de la electricidad. Al invertir en energía fotovoltaica, contribuimos a reducir la contaminación del aire, al mismo tiempo que ahorramos.

Debido a la creciente demanda de paneles solares, cada vez más ingenieros están trabajando en mejores soluciones para reducir los costos de producción y aumentar su eficiencia. Una vez que tenemos una instalación y decidimos vender energía, vale la pena considerar la medición neta , que nos permite usar la red como una batería sin costo adicional (para instalaciones enviadas a la compañía energética después del 01/01/2016).

Consiste en el excedente de energía, que no consumimos de forma continua, lo devolvemos a la red (“almacenamos”) y lo podemos recuperar cuando surge la necesidad. Liquidamos cuentas con el proveedor de energía semestralmente.

Cuando resulta que hemos usado tanto como hemos producido (saldo cero), entonces solo incurrimos en costos para operar la red. Si nuestra producción no es suficiente y tomamos electricidad adicionalmente de la red (saldo negativo – muy poca producción), entonces tenemos que pagar el precio de la diferencia de electricidad, pero cuando nuestra producción es mayor que el consumo, podemos vender el excedente.

La electricidad generada por el sistema fotovoltaico se puede utilizar para todo, incluida la calefacción de agua. Otra ventaja es que al usar la medición neta, casi no tenemos pérdidas en la transmisión de electricidad.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la energia solar fotovoltaica?

Los paneles solares fotovoltaicos (FV) son, sin duda, lo que les viene a la mente a las personas cuando hablan de energía solar. Teniendo en cuenta que en una hora, el sol irradia energía solar suficiente para cubrir el consumo de energía humana durante un año, ¡entonces volverse ecológico con paneles solares fotovoltaicos es quizás la dirección correcta!

Sin embargo, con la tecnología de los sistemas de energía solar, todavía estamos atrasados ​​en la captura de esta gran cantidad de energía naturalmente libre proporcionada por la naturaleza.

Aquí puede revisar algunas ventajas y desventajas de la energia solar fotovoltaica:

Ventajas de la energia solar fotovoltaica

  • Autosuficiente y renovable

Los sistemas fotovoltaicos son generadores de energía que utilizan la energía del sol como único combustible. Esto hace que la tecnología fotovoltaica sea extremadamente confiable, debido a la abundancia y disponibilidad del sol en la mayoría de las regiones del planeta.

Esta característica aporta una enorme ventaja competitiva al comparar la tecnología fotovoltaica con otras fuentes de energía como la hidroeléctrica, el carbón y el gas.

  • Sin ruido, sin contaminación

La generación fotovoltaica no produce ruidos significativos y no emite ningún tipo de contaminación. Esto permite que los sistemas se instalen en hogares, sin dañar a los residentes o vecinos.

Además, es posible utilizar espacios ociosos como cubiertas y cubiertas, eliminando la necesidad de comprometer áreas útiles para la instalación de módulos fotovoltaicos. Sin embargo, es importante destacar la importancia de un estudio previo para el posicionamiento de módulos en cubiertas, con el objetivo de aumentar la eficiencia de generación del sistema.

  • Facilidad de instalación

La instalación de un sistema fotovoltaico es rápida y sencilla. En la mayoría de los casos, los módulos y el inversor se fijan al techo y paredes ya existentes en la propiedad, sin necesidad de estructuras adicionales. El string-box (marco con dispositivos de protección) generalmente se coloca junto al inversor. Incluso con protección UV, se recomienda que todo el cableado esté protegido por conductos rígidos. El funcionamiento del sistema también es muy sencillo. Una vez que todos los componentes están instalados y verificados, el inversor se puede configurar y probar. Después de la aprobación del concesionario, el sistema se puede encender para iniciar la generación. El plazo para la aprobación y aprobación del proyecto por parte del concesionario está regulado por la ANEEL y puede tener una duración máxima de 34 días, contados a partir de la entrada del pedido.

  • Bajo costo de mantenimiento

Los sistemas fotovoltaicos requieren un esfuerzo y un coste de mantenimiento muy bajos. Se recomienda lavar los módulos con agua cada 6 meses. Sin embargo, la instalación de los módulos con una mínima inclinación hace que la propia lluvia ayude a limpiarlos. La instalación del inversor y la caja de cadenas en lugares protegidos y el uso de conductos rígidos en el cableado también evitan el desgaste prematuro de los componentes.

  • Vida útil y retorno de la inversión

La vida útil de los sistemas fotovoltaicos ronda los 25 años y, en la mayoría de los casos, el retorno de la inversión se produce entre 4 y 8 años. Esta variación se debe al lugar donde se instalará el sistema, ya que el retorno de la inversión depende del valor de la tarifa de energía y del potencial de generación solar del lugar. Cuanto mayor sea la tarifa del concesionario local (R $ / kWh), más ventajosa será la instalación de un sistema fotovoltaico y, por tanto, más rápido el retorno de la inversión. Después del período de recuperación, toda la energía generada por el sistema puede considerarse una ganancia.

  • Valoración de la propiedad

Los estudios demuestran que los inmuebles con sistemas fotovoltaicos instalados son más atractivos para el mercado, ya que traen lista la solución, proporcionando un ahorro real para el futuro comprador.

Desventajas de la energia solar fotovoltaica

  • Costo de la solución fotovoltaica

El precio de los sistemas fotovoltaicos sigue siendo el principal obstáculo a la hora de tomar una decisión de compra de la solución fotovoltaica. Un sistema de energía de 1,5kWp, que genera ahorros de aproximadamente 170kWh por mes, no cuesta menos de R $ 11.000,00 (ya con diseño e instalación). Los módulos corresponden aproximadamente al 45% del costo de un sistema.

Sin embargo, con el avance de la tecnología y los medios de producción, los precios han caído rápidamente y la eficiencia de los componentes ha aumentado. Además, las opciones de financiación ya están disponibles en el mercado con bancos privados y consorcios.

  • Generación intermitente y dependencia concesionaria

Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red, al contrario de lo que muchos piensan, no te hacen independiente de la empresa de servicios públicos. Primero, la generación se ve comprometida en los días nublados y se interrumpe totalmente durante la noche, volviendo por la mañana (ver la foto debajo de la curva de generación diaria de un inversor Fronius – es posible notar el comienzo de la generación, la variación a lo largo del día el fin de la generación con la llegada de la noche).

Como en los sistemas conectados a la red no existe un dispositivo de almacenamiento de energía (baterías), cuando no hay un consumo instantáneo de la energía generada, se inyecta a la red en forma de créditos energéticos. En otras palabras, el cliente aún depende del concesionario y su estructura de distribución. Sin embargo, con un sistema fotovoltaico,

  • Sistema anti-isla

En caso de un corte de energía, los sistemas fotovoltaicos conectados a la red también dejan de funcionar y generan energía. Esto sucede gracias a un dispositivo de protección llamado Anti-Islanding. Este dispositivo está equipado en los inversores, que detectan la caída de la red y suspenden la actividad del sistema fotovoltaico hasta que la situación sea normalizada por el concesionario.

Es una medida de seguridad, exigida por las concesionarias y los organismos reguladores, que tiene como objetivo evitar que se inyecte energía a la red eléctrica mientras operan los equipos de mantenimiento de la concesionaria. Por tanto, en caso de un corte de luz, las casas con sistemas fotovoltaicos conectados a la red también se quedarán sin luz.

Aplicaciones de la energia solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica es una forma de generar energía eléctrica mediante la conversión de la radiación solar. Es una forma de energía limpia, renovable y ecológica.

Como fuente de energía renovable y natural, puede tener varias aplicaciones:

Plantas de producción de energía fotovoltaica

En Europa, aquí es donde se han construido la mayoría de las plantas de energía fotovoltaica. Así, existe una mayor inversión en la creación de plantas para la producción de energía – electricidad – mediante la conversión de energía solar por efecto fotovoltaico.

En diciembre de 2010, las plantas de energía fotovoltaica más grandes del mundo estaban ubicadas en (en orden descendente de producción de energía solar fotovoltaica): Sarnia (Canadá – 97MW), Montalto di Castro (Italia – 84,2 MW), Finsterwalde (Alemania – 80,7 MW), Rovigo (Italia – 70 MW), Olmedilla (España – 60 MW), Strasskirchen (Alemania – 54 MW) y en Lieberose (Alemania – 53 MW).

Hay proyectos para la construcción de más plantas de uso de energía solar fotovoltaica, algunos de ellos con propuestas para producir alrededor de 150 MW o más. En China, se planea una sola planta de energía para producir 2000 MG.

La mayoría de estas plantas de conversión de energía solar fotovoltaica están conectadas a la agricultura y utilizan sistemas innovadores de seguimiento solar. No hay contaminación ni costos por el uso de combustible durante el trabajo de estas plantas de energía solar fotovoltaica.

En Edificios

Se añaden conjuntos de paneles fotovoltaicos a los edificios. Ya sea integrado en los techos, o en el interior de las paredes o en una zona del suelo junto al edificio.

En 2010, más de la mitad de los paneles solares fotovoltaicos (9 000 MW) se instalaron en los techos de los edificios en Alemania.

El uso de paneles solares fotovoltaicos en edificios domésticos o industriales ha ido en aumento. Como regla general, los paneles solares fotovoltaicos se instalan en los techos, o el techo de la casa en sí es un conjunto de paneles fotovoltaicos.

En transporte

Inicialmente, los paneles de energía solar fotovoltaica se utilizaron para producir energía en el espacio. Rara vez se ha aplicado a los bienes de locomoción, pero las empresas empiezan a apostar más por la producción de coches y barcos propulsados ​​por energía solar fotovoltaica.

Un vehículo alimentado por energía solar fotovoltaica tiene una capacidad limitada y baja autonomía, mientras que un automóvil alimentado por energía solar fotovoltaica recargable siempre tendrá autonomía, ya que a medida que se mueve acumula energía solar.

Dispositivos portátiles

Hasta hace una década era común ver calculadoras cargadas con energía solar fotovoltaica. Con la mejora y desarrollo de los circuitos y capacidad de las pantallas LCD, se ha podido innovar en dispositivos que utilizan baterías recargables, siendo la energía solar fotovoltaica uno de los medios para cargar estas baterías.

También se han creado nuevos dispositivos portátiles alimentados por energía solar fotovoltaica, tales como: bombas de agua, parquímetros, teléfonos de emergencia, compactadores de basura, señales de tráfico portátiles, puestos de vigilancia y diversos carteles.

Electrificación rural

Los países en desarrollo que tienen pueblos alejados de las principales redes energéticas han comenzado a utilizar paneles solares fotovoltaicos. En áreas remotas de la India, se ha creado un programa de energía rural que utiliza energía solar fotovoltaica.

Carreteras solares

En Idaho, se está realizando una prueba en unos 70 km de carretera para estudiar los impactos y si es factible o no construir paneles solares fotovoltaicos en el suelo de la carretera, ya que las carreteras normalmente están libres de obstrucciones. donde hay predominio del sol.

Satélites alimentados por energía solar fotovoltaica

Los satélites alimentados por energía solar se han utilizado durante décadas. La NASA ha ido adoptando el uso de paneles solares fotovoltaicos en los satélites que envía al espacio, por motivos económicos (sale más barato) desde el año 1970 hasta el siglo XXI cuando retomaron el uso de la energía solar fotovoltaica.

¿Qué efectos tiene la fotovoltaica en el medio ambiente?

La energía fotovoltaica hace una contribución importante al suministro de energía. Los módulos están destinados a impulsar la transición energética de la forma más respetuosa posible con el medio ambiente. Queremos arrojar luz sobre los efectos que tienen los sistemas en el medio ambiente y la naturaleza y si existe algún problema con ellos.

El futuro de la electricidad alemana debería ser verde, independiente y renovable. En 2018, alrededor del 32 por ciento de la electricidad en Europa se generó a partir de energías renovables, y la energía fotovoltaica ocupó el tercer lugar después de la energía hidroeléctrica y eólica. Los sistemas fotovoltaicos ahora se pueden ver en numerosos lugares: en techos, como parques solares o en rutas de tráfico. Después de todo, la energía se puede producir dondequiera que brille el sol (cuando brilla).

¿Todo eco, todo bien?

Con la expansión de las energías renovables, incluida en gran medida la fotovoltaica, las viejas tecnologías con alto contenido de CO2, como el carbón, el petróleo o el gas, están retrocediendo. De esta manera no solo protegemos nuestro clima, sino que también nos independizamos de otros países que nos venden combustibles fósiles. En Alemania, la energía fotovoltaica generalmente se ve de manera positiva, las superficies de los techos con energía fotovoltaica son bienvenidas y los sistemas más grandes no molestan a la población tanto como los parques eólicos. Pero, ¿es un sistema fotovoltaico realmente tan libre de conflictos como parece a primera vista?

El hombre como paisajista

Todo lo que el hombre emprende en esta tierra da forma a nuestro entorno inmediato y más amplio. Ningún otro ser ha dado forma a la superficie de la tierra como nosotros. Por lo tanto, los seres humanos deben esforzarse por causar el menor daño posible a su medio ambiente con sus acciones y elegir el mal menor para el clima, la flora, la fauna y quienes los rodean. Por supuesto, un sistema fotovoltaico también interviene en los procesos naturales de la tierra. Entonces, si el debate es sobre si se debe construir un gran parque solar o una central eléctrica de carbón, esta pregunta debe responderse claramente con fotovoltaica para la mayoría de las personas.

Los siguientes puntos no pretenden de ninguna manera retratar la energía fotovoltaica como negativa, sino que simplemente señalan que también hay uno o dos puntos problemáticos con la energía fotovoltaica desde el punto de vista de la protección ambiental.

La producción

Comencemos con la producción de sistemas fotovoltaicos; después de todo, las materias primas deben provenir de algún lugar y procesarse en el producto real. Por supuesto que necesitamos energía para esto, y no poca. Dependiendo de la ubicación, el tipo y el proceso de fabricación, se necesitan entre tres cuartos y tres años y medio para que el módulo fotovoltaico producido produzca toda la energía necesaria para su producción (amortización energética).

Entre otras cosas, se requiere silicio para los sistemas, que solo se puede obtener con una alta demanda de energía y materiales secundarios. También se utiliza una u otra sustancia menos respetuosa con el clima para la limpieza de las cámaras de proceso, pero estas suelen utilizarse en un ciclo cerrado. Tampoco debe olvidarse que las tierras raras son necesarias para la producción de energía fotovoltaica, que se extraen principalmente en China y África en condiciones inhumanas y una alta contaminación ambiental.

La producción no está libre de CO2, porque la energía utilizada a menudo proviene de la mezcla de electricidad convencional y los gases de efecto invernadero también se liberan durante la producción. Incluso si el producto se considera un productor de electricidad libre de emisiones, eso no significa que deba haber sido la fabricación.

Vida útil y reciclaje

Una vez que se ha fabricado un módulo solar, por supuesto, no funcionará para siempre. Los diversos componentes se desgastan, deben ser reparados y reemplazados en algún momento. Lo primero que pasa es el inversor, que tiene una vida útil de unos 15 años. Los módulos fotovoltaicos reales tienen una vida útil de 20 a 25 años para los módulos de película delgada y 30 años para los módulos de silicio.

En principio, el reciclaje es posible después del procesamiento, alrededor del 76 por ciento se recicla actualmente. Todo suena muy respetuoso con el medio ambiente y lo es, sin embargo, no debe olvidar que la energía también se pone en varias formas, lo que a su vez tiene su precio.

Energía fotovoltaica en el paisaje abierto

Una vez que se ha completado el módulo fotovoltaico, debe colocarse en algún lugar orientado al sur a cielo abierto. Aquí se debe hacer una distinción entre la aplicación en techos y la colocación en el paisaje abierto. Desde el punto de vista del medio ambiente y la conservación de la naturaleza, los sistemas fotovoltaicos en los techos son una solución ideal: el área tiene un valor menor para la naturaleza y, por lo tanto, también sirve para producir electricidad respetuosa con el medio ambiente.

Si, por otro lado, los parques solares se van a construir en espacios abiertos, las cosas se ven diferentes: en el pasado, una u otra área ecológicamente valiosa se construyó y al menos se modificó significativamente de esta manera. Supongamos que el parque solar se está construyendo en una gran pradera.

Esto debe desarrollarse para el montaje y el mantenimiento posterior: donde los vehículos circulan, el suelo se compacta y el espacio habitable se cambia, pero los hábitats circundantes también se ven afectados por el aumento del tráfico y la entrada de sustancias. Si hay especies sensibles presentes en el área, se puede suponer que desaparecerán. Aunque el suelo no está sellado por los módulos fotovoltaicos, los factores de ubicación ecológica cambian.

A menudo, el área también está cercada de modo que ya no sea accesible para animales más grandes como hábitat y para buscar alimento y, dependiendo de su tamaño, puede representar una barrera para la migración. Por último, pero no menos importante, los estudios han demostrado que uno u otro animal, especialmente las aves acuáticas, se irrita por la superficie brillante y lo confunde por error con agua y comienza a realizar maniobras de aterrizaje en

La compatibilidad se comprueba antes de la construcción.

Para mantener el daño a la naturaleza y el paisaje lo más bajo posible por un sistema potovoltaico de espacio abierto, se llevan a cabo numerosas pruebas de conservación de la naturaleza antes de la construcción, en las que se examina el valor del área seleccionada para la flora, la fauna, el paisaje y otras funciones ambientales.

Si se encuentran discapacidades, deben evitarse o al menos compensarse en la medida de lo posible. Cualquiera que dañe la naturaleza debe compensarlo tanto como sea posible, ya sea en el sitio o en otro lugar y con qué medidas específicas, siempre depende del proyecto y las circunstancias allí. Es concebible la plantación de un seto, la creación de una nueva pequeña masa de agua o las medidas de mantenimiento de los biotopos existentes. Para especies que ya son raras, las regulaciones son mucho más estrictas.

Oportunidades para la naturaleza y el medio ambiente

Sin embargo, si nos fijamos en los parques solares en funcionamiento, también hay un potencial muy claro para aumentar la biodiversidad. Si solo ve módulos técnicos poco favorecedores a primera vista, a segunda vista queda claro que la naturaleza sabe cómo usarlos.

La vegetación que se encuentra debajo puede desarrollarse libremente y las semillas de pradera ricas en especies ofrecen una excelente oportunidad para aumentar la diversidad de especies. Para mantener el prado corto, las ovejas también casi se imponen, ya que pueden comer fácilmente entre corchetes y anclajes de tierra, que los humanos solo pueden alcanzar con gran esfuerzo y con la mano. Esto crea un mosaico superficial y estructural con áreas más húmedas y secas, así como vegetación más alta y más baja, que a su vez aprecian numerosos insectos.

Las aves también saben cómo utilizar las estructuras de los sistemas fotovoltaicos en el paisaje abierto. Puede encontrar lugares para anidar debajo de los módulos o esperarlos. No es raro ver alondras, alondras, bisbitas, lavanderas blancas y colibríes en las áreas que se benefician del paisaje abierto menos cultivado.