Fundacion Energías Verdes
  SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
 
RADIACION SOLAR EN EL MUNDO

 
 
La energía que nos llega del sol puede servir para distintos casos. El primero es la generación de electricidad, también conocida como 'electricidad solar'. Con la ayuda de paneles solares, la luz del sol es convertida directamente en energía eléctrica. Este proceso es denominado efecto fotovoltaico o FV .
El uso de electricidad solar conlleva muchas ventajas, puesto que se trata de una fuente de energía limpia, silenciosa y muy confiable.
Hoy en día, el uso de la electricidad solar se ha extendido ampliamente. En zonas remotas donde no hay conexión a la red de distribución pública, esta forma de energía solar es usada para satisfacer la demanda de electricidad de los hogares y para alimentar bombas de agua ; con frecuencia, estos sistemas cuentan con baterías para almacenar electricidad. Sin embargo, la electricidad solar puede ser empleada, asimismo, para alimentar calculadoras, sistemas de comunicación o balizas en el mar.
 

Otras aplicaciones de la electricidad solar son: la generación de energía para casas, oficinas, etc. o el suministro de energía a la red de distribución utilizando sistemas generadores de electricidad solar.

La electricidad solar puede aprovecharse, principalmente, de tres formas: 

Autónoma
No hay una red de distribución pública disponible o no hay conexión a la misma. Los
paneles solares
producen electricidad para la iluminación y alimentación de un televisor y una radio, una bomba de agua, un refrigerador o herramientas. Normalmente, la electricidad es almacenada en baterías con el fin de asegurar el suministro de energía durante la noche y en momentos en los que los paneles solares no produzcan electricidad. 

Conectada a la red
En la zonas donde hay una red de distribución pública disponible, usted puede instalar
paneles solares
para producir su propia energía limpia, utilizando la luz del día y un espacio en su techo (o cualquier otro espacio libre de sombra). 

De emergencia
El sistema está conectado a una red de distribución pública poco confiable. En caso de corte de fluido eléctrico, la
electricidad solar cubrirá la demanda de energía. 

Efecto fotovoltaico

Cuando una célula fotovoltaica convierte la luz en electricidad le llamamos el efecto fotovoltaico (FV).
Los fotones, (se le llama fotón a la partícula mediadora de la interacción electromagnética y la expresión cuántica de la luz). El efecto fotovoltaico puede generarse mediante diferentes tipos de energías dependiendo de las distintas longitudes de las ondas solares. 

Cuando los fotones chocan con las células fotovoltaicas, estos pueden ser absorbidos, reflejados e incluso pasar a través de las células. Solo los fotones absorbidos pueden generar electricidad solar. Cuando es absorbido el fotón, la energía de este se conduce hacia un electrón de un átomo de la célula. Al generarse esta nueva energía, este electrón es capaz de transformarse y pasar a formar parte de una corriente en un circuito eléctrico. La corriente de electrones es creada en las capas de semiconductores de la célula solar.
Los semiconductores son tratados para que formen dos capas diferentes para formar un campo eléctrico, positivo y negativo. La corriente eléctrica se forma gracias a los electrones atrapados en el campo eléctrico, una vez que la luz se proyecta en la célula solar. Las células se fabrican con materiales que actúan como aislantes con bajas temperaturas y como conductores cuando se aumenta la energía. 

Uno de estos paneles solares puede producir energía limpia por un tiempo aproximado de 20 años o más. El desgaste se debe, principalmente, a la exposición al medio ambiente. Un panel solar montado apropiadamente constituirá una fuente de energía limpia, silenciosa y confiable por muchos años.

Algunos aspectos técnicos de la energía solar.

Para conseguir producir
energía solar fotovoltaica en primer lugar lo que nos hace falta es un conjunto de
paneles solares fotovoltaicos conectados entre si mediante un cableado, con soporte o sin soporte, la energía eléctrica que se produce es una energía eléctrica continua, esta energía en este estado no puede ser inyectada a la red convencional para ello nos hará falta un inversor que convertirá la energía eléctrica producida por la energía solar de continua a alternar lista para ser consumida por la red, además de esto nos harán falta dos contadores eléctricos, uno para cuantificar la energía que se inyecta a la red, y otro para el consumo del inversor que en cualquier caso es un consumo mínimo. Existen algunos paneles solares que llevan incorporadas un inversor, de esta forma están listos para poder suministrar energía eléctrica alterna y poder enchufar cualquier cosa a este panel.

El almacenamiento de la
energía solar fotovoltaica
producida en los sistemas conectados a red no debe darnos ningún tipo de problema estos sistemas no dependen de baterías para el almacenamiento de la energía pues esta se inyecta directamente a la red. Nos protege de posibles apagones por parte de la red habitual y sobre todo hay que tener en cuenta que la energía que producimos nosotros mismos es energía que estamos ahorrando que se genere por las centrales contaminantes.

Se puede llegar a ser autosuficiente energéticamente mediante un sistema de energía solar fotovoltaica, esto dependerá de cantidad de factores como los módulos conectados, el redimiento de dichos paneles solares, la cantidad de radiación que nos llega, su inclinación, etc.  Tomando como medidas de referencia una instalación tipo en las horas de máxima
radiación solar
a un sistema que llegara por ejemplo 50 Wp (Vatios pico) podría genera 50 Wh (Varios hora) es decir en la hora de máximo rendimiento podría genera 50 Vatios a la hora. 

Al consumirse la energía en el mismo sitio no hay pérdidas a la hora de que se transporte de un sitio a otro. Un uso muy habitual que se esta dando normalmente es para la climatización de las viviendas en verano, cuando necesitan mayor refrigeración y la cantidad de radiación solar es mayor, en estos casos la eficiencia energética esta garantizada.

La ubicación de los paneles solares debe hacerse teniendo en cuenta una serie de factores entre los cuales podemos destacar el tener en cuenta el evitar obstáculos que perjudiquen la llegada de radiación solar a los edificios, como pueden ser árboles, edificios, otros paneles, etc. La orientación óptima de los paneles solares , sabiendo que por cada grado que nos desviemos de esta perdida debemos asumir una perdida de eficiencia. El ángulo de inclinación ideal debería ser de 15 grados.


Lo ideal es contar con estos elementos en la edificación de obras nuevas, de echo por ley a partir del 2007 en España todos los edificios que se construyan tendrán que contar con electros de agua caliente sanitaria a partir de energía solar, cuando se diseña un edificio teniendo en cuenta elementos de arquitectura bioclimatica se obtiene un mayor rendimiento energético del edificio, las opciones que podemos barajar a la hora de integrar los elementos de los paneles solares en el edificio son muy numerosos, desde los tradicionales paneles solares, paneles en forma de teja, de ventana, etc. Como norma muy general debemos tener en cuenta que para poder producir un KWp debemos de disponer de una superficie de entre 7 y 11 metros cuadrados, esta superficie esta disponible en  la mayoría de los edificios. Su peso oscila de los materiales empleados y del tipo de sujeción pero contando con estos dos elementos, panel y soporte puede estar en una media de unos 25 kilos el metro cuadrado de panel solar fotovoltaico, esto hecho debe ser tenido en cuenta a la hora de diseñar las estructuras.

El aporte de energía eléctrica por parte de los paneles solares esta asegurado durante todo el año mientras se tenga radiación solar es decir mientras lleguen los rayos de sol, no es necesario que haga calor, en un día soleado de invierno  se puede conseguir suficiente energía, incluso algunos paneles funcionan mas eficientemente a temperaturas mas bajas que con temperaturas mas altas, siempre dentro de unos limites claro. Su mantenimiento es increíblemente sencillo, al no tener piezas que se desgasten o que se rompan, simplemente hay que seguir sus revisiones periódicas, la limpieza en si del panel se puede hacer por la lluvia simplemente en caso de un periodo muy prolongado sin lluvia bastaría con limpiar el panel con agua. Como hemos recalcado son sistemas con un mantenimiento mínimo y que tienen unas medidas de protección.

Su vida media no se sabe con certeza todavía, las primeras instalaciones datan de los años 60 y 70,  en España en Cataluña hay una instalación que se inauguro en el 74 aun sigue produciendo energía eléctrica en la Selva de Girona. La vida media de estos aparatos por lo general oscila entre 25 y 30 años aunque hasta ahora nunca han dejado de generar energía eléctrica. 

Los módulos son fácilmente ampliables, sumando más paneles solares y cambiando el cableado existente por uno que se adapte a la nueva generación de electricidad.

Para finalizar debemos decir que sin lugar a dudas esta energía solar es la energía que nos abastecerá en el futuro, una energía limpia, barata, eficaz y que solucionara los numerosos inconvenientes ecológicos que plantea las técnicas generadoras de energía que actualmente operan en el planeta.seguridad equiparables a cualquier aparato eléctrico, en especial consideración se ha de tener en cuenta la toma de tierra de dicho aparato para evitar derivaciones de tierra
 
 
Preguntas frecuentes sobre energia solar
¿Quién puede aprovechar la energía solar?
Cualquier persona, bien sea particular o empresa, puede realizar una instalación solar con la cual reducir los gastos energéticos producidos por los sistemas convencionales (electricidad, gas natural, gas-oil, butano, etc.).

¿Qué podemos conseguir con la energía solar?
La energía solar puede aprovecharse para el calentamiento del agua y para la generación de electricidad. En el primer caso, los colectores solares captan los rayos y trasmiten el calor a un acumulador, donde el agua es calentada y trasmitida a los puntos de consumo. De esta forma, se produce agua caliente sanitaria, se consigue un apoyo al sistema de calefacción y se climatizan piscinas. En los sistemas fotovoltaicos, las células captan las partículas de luz denominadas fotones, y estas liberan electrones que generan electricidad. Esta energía puede ser almacenada en baterías para su posterior uso, vendida a la compañía eléctrica por un precio mayor al de compra o consumida directamente (bombeo, riego, señalización, etc.)

¿Puedo independizarme completamente de las energías convencionales (gas, electricidad, etc.)?
Para evitar la necesidad de grandes costes en la acumulación del agua y la electricidad, la energía solar debe ser apoyada por otras energías convencionales. El apoyo del sistema convencional tan solo se requiere durante los periodos de clima adverso. Por este motivo, la factura de electricidad, gas, etc. se ve reducida considerablemente. 

¿Cuánto más sol hay, consigo mayor rendimiento?
En el caso de la energía solar térmica, cuanto más sol hay más agua caliente se consigue. Para las instalaciones solares fotovoltaicas, no siempre tener más temperatura significa tener mejores rendimientos. El calor es necesario poara la energia solar termica mas no para la fotovoltaica

¿Cuál debe ser el ángulo de inclinación de los colectores solares?
Debido al cambio de posición del sol durante el año, la inclinación ideal de los colectores varía en función de la latitud en la cual nos encontremos (41º). Normalmente se utilizan 45º sur en térmica y 30º sur en fotovoltaica, pero la inclinación puede variar en función de la aplicación, criterios de uso e integración arquitectónica, en ± 10º.

¿Puedo tener agua caliente y luz simultáneamente?
Ambas aplicaciones se pueden obtener mediante energía solar pero son dos tecnologías diferentes compuestas por elementos distintos. La obtención de ambas aplicaciones requiere dos instalaciones independientes compuestas por sus elementos correspondientes (distintos colectores solares, acumuladores, circuitos, materiales, etc.)

¿Me quedaré sin agua caliente cuando no haya sol?
Los colectores solares no sólo captan los rayos del sol durante los días despejados; la radiación difusa existente durante los días nublados también es aprovechada (pero a un rendimiento menor que en circunstancias favorables). Durante los períodos de clima adverso, el acumulador se encarga de mantener el agua a temperatura constante sin apenas producirse pérdidas de temperatura. Sin embargo, en caso de largos periodos de clima adverso, el acumulador va provisto de una resistencia eléctrica, que puede ser conectada al sistema convencional existente que, en caso de necesidad, aporta la temperatura óptima para su uso.

 
 
 
¿Puedo independizarme completamente de la compañía de gas o eléctrica?
Los largos periodos de clima adverso y el elevado coste de los sistemas con un volumen de acumulación elevado, imposibilitan la independencia total al usuario, pero en este caso, el gas y la electricidad se utilizarán como apoyo del sistema solar, y por consiguiente las facturas de electricidad, gas, etc. se verán reducidas considerablemente.

¿Existen beneficios tributarios en la implementación de Sistemas fotovoltaicos?
Si,  a nivel nacional el Ministerio del Medio Ambiente es el encargado de la normatividad al respecto y la DIAN acoge estas normas y ofrece beneficios tributarios y descuentos especiales en el impuesto predial y del valor agregadol.

¿Cómo puedo conseguir calefacción por energía solar?
El sistema ideal es la calefacción por suelo radiante, ya que trabaja en regímenes del orden de 45º. El agua caliente producida por el sol circula directamente a la misma temperatura por los conductos situados en el suelo. En el caso de la calefacción por radiadores, el agua calentada por el sol (a 45-50º) debe ser aumentada a 60-70º por el sistema convencional para circular a la temperatura óptima por los radiadores. De ambas formas, el ahorro energético producido por la energía solar es significativo.

¿Qué tiempo de vida útil poseen los equipos solares?
En el caso de los sistemas solares térmicos, las instalaciones poseen un periodo de vida superior a los 20 años.
En el caso de las instalaciones fotovoltaicas, el periodo de vida esta estimado en torno a los 30 años.
Los equipos instalados hace 20 años siguen funcionando aunque con menor rendimiento. Este dato es significativo debido a que los equipos han mejorado significativamente durante este periodo. El correcto uso y mantenimiento de los equipos posibilita una mayor duración de los mismos.

 
¿Cuáles son los precios de las instalaciones? 
Entre los factores que influyen a la hora de presupuestar una instalación se encuentran la integración arquitectónica deseada, la accesibilidad, las características de la vivienda, etc...

¿Cuál es el periodo de amortización de las instalaciones?
Hay distintos factores que determinan el periodo de amortización de una instalación: el correcto cálculo de las necesidades, la optimización del sistema, una correcta instalación y calidad de materiales y, principalmente su uso (cuanto más uso se haga de ella, antes se amortizará).
Para dar una idea, podemos decir que las instalaciones térmicas quedan amortizadas aproximadamente a los 4-6 años, depende del uso que se haga de la misma. A su vez, las instalaciones fotovoltaicas quedan amortizadas a partir de los 7-9 años. La inyección de potencia  a la red hace posible la amortización de las instalaciones fotovoltaicas a medio plazo.
 
Puede ser utilizada de manera directa (sacar agua de un pozo, generar luz, regar, etc.) o bien puede ser almacenada en acumuladores para su posterior uso (generar luz durante la noche). En el caso de que la red general llegue hasta el lugar de la instalación, la mejor alternativa consiste en inyectar potencia  a la red obteniendo un beneficio económico en la factura de energia a favor del particular o empresa aproximadamente del 40% .  
 
 
 
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