La historia de cómo la radiación solar se puede transformar en energía eléctrica es relativamente reciente. A raíz de este descubrimiento y del desarrollo de las primeras células fotoeléctricas, el ámbito de la producción y el consumo de energía ha ido experimentando una transformación notable. Ya nadie duda de que el futuro de la electricidad estará marcado por el autoabastecimiento y las energías renovables. Un escenario en el que las plantas fotovoltaicas tienen un gran protagonismo.
Un poco de historia sobre los paneles fotovoltaicos
Ya desde el siglo XIX se tenían conocimientos acerca de las propiedades de la luz solar y de la posibilidad de transformarla en electricidad. Con todo, el desarrollo y la materialización del concepto no llegarían hasta mediados del siglo XX, con la fabricación de las primeras células fotoeléctricas comerciales, alentada por el auge de la carrera espacial.
De hecho, la energía fotovoltaica se empleó por primera vez en los satélites geoestacionarios de comunicación lanzados por EE.UU. y la URSS durante esta intensa etapa de desarrollo tecnológico.
Con posterioridad, y habiendo quedado demostrado el potencial de los paneles fotovoltaicos, se valoró su aplicación fuera del ámbito aeroespacial. Fue así como surgieron las primeras plantas de generación de energía fotovoltaica.
¿Cómo funciona la energía solar fotovoltaica?
Con independencia del material empleado en la fabricación, del diseño de las plantas solares y de su nivel de eficiencia, la fórmula que explica la generación de energía a través de células fotovoltaicas es aplicable a todos los sistemas que existen en la actualidad.
Desde el punto de vista estrictamente científico se trata de un proceso complejo. Pero más allá de fórmulas y operaciones físicas y matemáticas, la generación de energía a partir de la radiación solar se sustenta sobre un fundamento muy fácil de entender.
Todo se reduce a las propiedades de los denominados ‘materiales semiconductores’, tales como el silicio o el arsienuro de galio, empleados en la fabricación de los paneles fotovoltaicos. Los electrones de estos materiales tienen la capacidad de excitarse cuando reciben la incidencia de la luz solar, compuesta, entre otras cosas, de unas partículas denominadas fotones.
Los fotones impactan contra los átomos del semiconductor y fruto de este ‘bombardeo’ se produce la ruptura de sus electrones. Los electrones liberados comienzan a saltar de un lado a otro de las placas fotovoltaicas, provocando una diferencia entre cargas positivas y negativas que se traduce en la generación de electricidad.
El trabajo simultáneo de todas las celdas fotosensibles convierte los paneles solares en un campo eléctrico y el funcionamiento coordinado de todos esos paneles solares es lo que se denomina una planta fotovoltaica. Esto es, instalaciones más extensas de módulos fotovoltaicos destinadas a producir energía de corriente continua. A través del uso de inversores, esa corriente continua se transforma en corriente alterna, que es la que habitualmente utilizamos.
Este proceso de transformación no sólo permite dar suministro directo a industrias, empresas o domicilios particulares sino que también ofrece la posibilidad de inyectar esa energía en la red de distribución eléctrica, limitando la dependencia de los combustibles fósiles e impulsando el uso de energías renovables.
Usos de los paneles fotovoltaicos
La energía que proporcionan los paneles fotovoltaicos es limpia e inagotable. Al contrario de lo que ha ocurrido hasta hace unas décadas con las energías dependientes de fuentes fósiles, el sol no contamina.
Allí donde se instala una planta fotovoltaica se instala también el deseo de hacer una contribución al medioambiente. En función de sus características y de su ubicación, estas instalaciones están capacitadas para abastecer de energía a pequeñas poblaciones e incluso de vender el excedente a la red eléctrica.
Así pues, el uso efectivo de los paneles fotovoltaicos abarca un extenso ámbito de aplicación:
- Suministro a poblaciones a las que no llega la red eléctrica (electrificación rural).
- Autoconsumo tanto doméstico como industrial.
- Sistemas de señalización: tráfico, red ferroviaria, postes y puestos de emergencia en carreteras, balizas…
- Sistemas de comunicación de emergencia.
- Suministro a empresas de energía eléctrica convencionales.
- Vehículos eléctricos.
- Calentadores solares y sistemas de calefacción.
Plantas fotovoltaicas: energía limpia e inagotable
Habitualmente se ha dicho que las energías renovables son las energías del futuro. Pero en el caso de la energía solar fotovoltaica cabría hacer una matización: es ya la energía del presente. Basta con subrayar que, desde comienzos del nuevo milenio, la instalación de plantas fotovoltaicas y el suministro de este tipo de energía tanto a industrias como a domicilios han aumentado de manera exponencial.
El coste de la instalación de placas fotovoltaicas se abarata conforme evolucionan los diferentes sistemas en la obtención de energía. Y las previsiones son todavía más optimistas. De mantenerse esta tendencia al alza, en 2027 el mundo estaría preparado para obtener de la luz del sol en torno al 20 % de la energía que necesita.
Por supuesto, hay que tener en cuenta otros factores que intervienen en el desarrollo de la industria fotovoltaica. Fundamentalmente, la presión de las compañías eléctricas tradicionales y la mayor o menor implicación de los Gobiernos en la promoción de alternativas de energía renovable.
En cualquier caso, el futuro de las plantas fotovoltaicas resulta prometedor. Los grandes avances en el sector, el creciente interés de la ciudadanía y los excelentes resultados obtenidos han asentado ya unos cimientos sólidos en la proliferación del autoconsumo eléctrico a través de estas instalaciones.
