Si te gusta la energia solar, debes saber que los dispositivos que producen electricidad utilizando la luz solar son los paneles solares, pero c.omo se genera la energia solar fotovoltaica
La segunda posibilidad de hacer que la energía solar esté disponible para uso privado la proporcionan los sistemas fotovoltaicos.
Como se genera la energia solar fotovoltaica
Sin embargo, no generan calor sino energía eléctrica. Puede consumirlo usted mismo o inyectarlo en la red de suministro público.
Como se produce la energia solar fotovoltaica: Los componentes de la energía fotovoltaica
Para saber como se genera la energia solar fotovoltaica a partir de los rayos solares, le mencionaré los componentes que participan es este proceso:
- Las células solares que convierten la radiación en corriente continua.
- Un inversor que convierte la corriente continua en corriente alterna, tal y como fluye en la red eléctrica.
- Un dispositivo de almacenamiento de energía si se va a ahorrar energía para consumo personal posterior
Dependiendo de la conexión del sistema fotovoltaico a la red, se hace una distinción entre los denominados sistemas de isla y los sistemas conectados a la red. Los sistemas autónomos funcionan de forma aislada, ya que la energía obtenida se transfiere a un dispositivo de almacenamiento y se utiliza desde él. Sin embargo, no se recomiendan para edificios habitados de forma permanente.
Los sistemas fotovoltaicos en edificios residenciales generalmente funcionan conectados a la red. Esto permite obtener electricidad de la red pública cuando los sistemas fotovoltaicos no generan electricidad y los sistemas de almacenamiento están descargados.
Las células solares: generar electricidad a partir de la luz solar
Los componentes de los sistemas fotovoltaicos en los que tiene lugar la generación de electricidad real son las células solares. Por lo tanto, se colocan donde se puede esperar la máxima radiación solar. Para comprender el principio detrás de la generación de electricidad, debe saber que la corriente eléctrica no es más que partículas cargadas eléctricamente que fluyen a través de un conductor.
Las fotocélulas consisten en un material en el que dicho flujo de electrodos cargados negativamente se activa por la acción de la luz: se genera electricidad. Los materiales semiconductores se utilizan en las células solares modernas; el silicio está particularmente extendido.
Las células solares existen en diferentes grados de eficiencia, dependiendo de su microestructura. Se hace una distinción entre:
- Células monocristalinas con una eficiencia del 18% y más
- Células policristalinas con una eficiencia entre el 11 y el 14%
- Células amorfas con una eficiencia entre el 6 y el 8%
La diferencia se hace evidente al observar las estructuras cristalinas. En términos simplificados, esto se puede imaginar como una rejilla de átomos. Con un monocristal, una única celosía uniforme se extiende por toda la estructura.
Un policristal consta de varios bloques de celosía, cada uno de los cuales tiene una estructura uniforme, pero separados entre sí. En el caso de una estructura amorfa, los átomos ya no están dispuestos en una red uniforme, sino que están desestructurados. Dado que la producción se vuelve más compleja con el aumento del tamaño del cristal, las células monocristalinas son el tipo de módulo solar más caro y las amorfas son el tipo de módulo solar más económico.
El inversor para convertir electricidad en un sistema fotovoltaico
Las células solares generan una corriente continua. Este es el término utilizado para describir una corriente cuya dirección de la corriente eléctrica, es decir, la dirección en la que fluyen las partículas cargadas, no cambia.
La mayoría de los consumidores, sin embargo, requieren corriente alterna, ya que también fluye en la red eléctrica y cuya intensidad y dirección de la corriente fluctúan sinusoidalmente. Por lo tanto, un denominado inversor, que convierte la corriente continua en corriente alterna, siempre forma parte de un sistema fotovoltaico para su conversión.
Almacenamiento de electricidad producida en el sistema fotovoltaico
La electricidad generada por un sistema fotovoltaico es independiente de la demanda. Por eso siempre hay un déficit o superávit que hay que compensar. Los déficits están cubiertos por la red eléctrica pública. Los excedentes pueden introducirse en la red pública para un reembolso o almacenarse en la casa para uso personal posterior.
- Los sistemas de almacenamiento ofrecen la ventaja de ahorrar dinero en efectivo. El operador recibe menos dinero por la electricidad vendida de lo que tiene que pagar por la electricidad comprada. Entonces, poder almacenar temporalmente la sobreproducción vale la pena
- De manera desventajosa, inicialmente existen costos para una unidad de almacenamiento. Si la memoria apenas se usa o se diseña demasiado grande, puede que al final no valga la pena. Además, la instalación de almacenamiento necesita una ubicación que debe configurarse en consecuencia
Hoy en día, se utilizan dos tecnologías principales para el almacenamiento en sistemas solares: baterías de plomo-ácido y baterías de iones de litio. El principio funcional es similar: la carga desencadena una reacción química en la que las partículas cargadas se unen químicamente. Al descargar, tiene lugar una contrarreacción en la que las partículas cargadas y, por lo tanto, la corriente absorbida se liberan nuevamente.
- Los acumuladores de plomo también se utilizan ampliamente como baterías de vehículos. Consisten en placas de plomo con un electrolito hecho de ácido sulfúrico diluido. Tienen una baja eficiencia del 80 al 85% y una vida útil promedio de 2000 ciclos de carga o menos, por lo que deben reemplazarse después de aproximadamente 10 años.
- Las baterías de iones de litio constan de varios compuestos de litio, siendo los movimientos de litio el principio de reacción básico en todos los casos. Alcanzan eficiencias superiores al 90% y, gracias a su pequeño tamaño, se han establecido para dispositivos móviles como teléfonos inteligentes. Además, con 5000 ciclos de carga y más, tienen una estabilidad de ciclo significativamente mayor y pueden usarse al menos el doble de tiempo que las baterías de plomo. Sin embargo, también son más caros de comprar.
Ventajas y desventajas de la fotovoltaica.
Los sistemas fotovoltaicos funcionan como sistemas solares térmicos con energía solar. En consecuencia, sus ventajas y desventajas también se superponen. El perfil exacto de la energía fotovoltaica se resume brevemente a continuación:
| Ventajas de un sistema fotovoltaico | Desventajas de un sistema fotovoltaico |
|
😃 La electricidad se genera localmente a partir de una fuente de energía limpia y sostenible. |
😢 Se requiere un área con suficiente radiación solar |
|
😃 Si usa la electricidad usted mismo, los costos de la electricidad disminuyen. Si se vende la electricidad generada, incluso se obtiene una ganancia |
😢 La energía generada fluctúa y no se puede adaptar a la demanda, solo se ajusta mediante tecnología de almacenamiento |
|
😃 La electricidad autogenerada ofrece independencia de los proveedores y los precios de la electricidad. |
😢 Los costos de adquisición son altos y el período de amortización difícilmente se puede estimar debido a la dependencia del precio de la electricidad. |
|
😃 Muchos sistemas todavía funcionan con capacidad suficiente incluso si la irradiación no es óptima |
😢 Los componentes como el inversor o el sistema de almacenamiento deben sustituirse de vez en cuando; su vida útil insegura dificulta aún más los cálculos |
|
😃 Los sistemas fotovoltaicos están subvencionados por el estado |