Energías renovables

Inicio     Fotovoltaica     Eólica     Servicios     Productos     Noticias     Contactar


Fotovoltaica

  • Historia

 

 

 

Historia

 

-      Energía del sol

La tierra recibe 174 petavatios (PW) de radiación solar en la atmósfera superior. Aproximadamente el 30% es reflejada de vuelta al espacio mientras que el resto es absorbida por las nubes, océanos y masas de tierra.

La luz solar absorbida calienta la superficie de la tierra, océanos y la atmósfera. El aire caliente que contiene agua evaporada de los océanos sube, conduciendo la circulación atmosférica o convección. Cuando ese aire alcanza gran altitud, donde la temperatura es baja, el vapor de agua se condensa en nubes, provocando lluvia sobre la superficie de la tierra, completando el ciclo del agua.

El calor latente producido por la condensación del agua amplifica la convección, produciendo fenómenos atmosféricos como ciclones y anti-ciclones. El viento es una manifestación de la circulación atmosférica producida por la energía solar. La luz solar absorbida por los océanos y las masas de tierra mantienen la superficie a una temperatura media de 14ºC. La conversión de energía solar en energía química vía fotosíntesis produce comida, madera y la biomasa a partir de la cual derivan los combustibles fósiles.

La energía solar total absorbida por la atmósfera de la Tierra, océanos y masas de tierras es aproximadamente 3.850.000 Ej por año. En 2002, hubo más energía en una hora que la que el mundo usa en un año.

La fotosíntesis captura aproximadamente 3.000 EJ por año en biomasa. La cantidad de energía solar que alcanza la superficie del planeta es tan grande que en un año llega el doble de energía que se podrían obtener de todos los recursos no renovables de la tierra juntos, carbón, petróleo, gas natural y uranio extraído.

Flujos del año solar y Consumo de energía Humanos

Solar

3.850.000 Ej

Eólica

2.250 Ej

Biomasa

3.000 Ej

Uso de la energía primaria

487 Ej

Electricidad (2005)

56.7 Ej

 

 -      Aplicaciones de la tecnología solar

La energía solar se refiere principalmente al uso de la radiación solar con fines prácticos. El resto de las energías renovables excepto la geotérmica derivan su energía del sol.

Las tecnologías solares en términos generales se caracterizan como pasivas o activas dependiendo de la forma que se captura, convierte y distribuye la luz solar. Las técnicas solares activas usan paneles fotovoltaicos, bombas o aerogeneradores para convertir la luz solar en un producto útil Las técnicas solares pasivas incluyen la selección de materiales con propiedades térmicas favorables, diseños de espacios con circulación natural de aire, y la posición de una construcción respecto al sol. Las tecnologías solares activas incrementan el abastecimiento de energía, mientras que las pasivas reducen la necesidad de usar otros recursos.

-      Energía solar fotovoltaica

Una celda solar, o celda fotovoltaica (PV), es un dispositivo que convierte la luz en corriente continua utilizando el efecto fotoeléctrico. La primera celda solar fue construida por Charles Fritts en los años 1880. Aunque las celdas prototipo de selenio convierten menos del 1% de la luz incidente en electricidad, Ernst Werner von Siemens y James Clerk Maxwell reconocieron la importancia del descubrimiento. Basados en el trabajo de Russell Ohl en los 40, los investigadores Gerald Pearson, Calvin Fuller y Daryl Chapin crearon la celda solar de silicio en 1954. Estas primeras celdas solares costaban 286 USD por vatio y alcanzaban valores de 4,5 - 6% de eficiencia.

La primera aplicación significativa de las células solares fue como una fuente de energía de respaldo del satélite Vanguard I en 1958, que le permitió continuar transmitiendo más de una año después de que su batería química se agotara. El existo de la operación de las celdas solares en esa misión fueron copiadas en muchas otros satélites soviéticos y americanos, y por el final de los años 60, PV se convirtió como la fuente de energía establecida para estos satélites.

La energía fotovoltaica paso a desempeñar un papel esencial en éxito de los primeros satélites comerciales como el Telstar, los cuales siguen siendo vitales para la infraestructura de telecomunicaciones de hoy día.

El alto coste de las celdas solares limito el uso terrestre durante los 60. Esto cambio en los 70 cuando los precios alcanzaron niveles que hicieron que la generación de energía fotovoltaica fuese competitiva en áreas remotas sin acceso a la red. Los primero usos terrestres incluyen estaciones de telecomunicaciones, plataformas petrolíferas, las boyas de navegación y los cruces de ferrocarril. Estas aplicaciones no conectadas a la red han demostrado ser muy eficaces y representaron más de la mitad de la capacidad instalada en todo el mundo hasta 2004.

La crisis del petróleo de 1973 estimulo un rápido crecimiento en la producción de celdas fotovoltaicas durante los 70 y principios de los 80. El precio de las celdas fotovoltaicas bajaron desde los 100 USD/vatio en 1971 hasta los 7 USD/vatio en 1985.

Hasta la mitad de los 90, los líderes en el sector fotovoltaico fueron desde los americanos hasta los japoneses y alemanes.

Alemania se ha convertido en el líder mundial en el mercado fotovoltaico. La capacidad fotovoltaica instalada ha crecido de los 100MW en el 2000 hasta aproximadamente los 4.150MW al final de 2007. España es el tercer mayor mercado del mundo de fotovoltaica.

-      Concentración de energía solar

La concentración de la luz solar ha sido utilizada para realizar tareas útiles desde los tiempos de la antigua China.

Los sistemas de concentración de energía solar utilizan lentes o espejos y sistemas de seguimiento para enfocar una gran área de luz solar dentro de un pequeño haz de luz. La luz concentrada se utiliza después como fuente de calor para una planta convencional de energía. Existe una gran variedad de tecnologías de concentración; la más desarrollada son los colectores solares cilindro-parabólicos, discos parabólicos y torres de energía solar. Estos métodos se diferencian en la forma de seguir el sol y como enfocan la luz. En todos estos sistemas un fluido de trabajo es calentado por la luz solar concentrada, y utilizada después para generación o almacenamiento de energía.

Un colector solar cilindro-parabólico consiste en un reflector parabólico lineal que concentra la luz en un receptor posicionado a lo largo de la línea de enfoque de los reflectores. El reflector se hacer para que siga al sol durante las horas de luz por seguimiento sobre un único eje. Estos sistemas proporcionan el mejor factor tierra/uso de todas las tecnologías solares. La planta SEGS en California y la planta "Acciona's Nevada Solar One" cerca de Boulder City, Nevada son ejemplos representativos de esta tecnología.

Un disco parabólico consiste en un reflector parabólico autónomo que concentra la luz en un receptor posicionado en el punto de enfoque de los reflectores. El reflector hace un seguimiento del sol sobre dos ejes. Los sistemas de disco parabólico proporcionan la mayor eficiencia de las tecnologías CSP. The 50kW Big Dish in Canberra, Australia es un ejemplo de esta tecnología.

La torre de energía solar utiliza un vector de reflectores seguidores para concentrar la luz en un receptor central encima de una torre. Las torres de energía son menos avanzadas que los sistemas colectores solares cilindro-parabólico pero ofrecen una alta eficiencia y mejor capacidad de almacenamiento de energía. La "Solar Two" en Barstow, California y la "Planta Solar 10" en Sanlucar la Mayor, España son ejemplos de esta tecnología.