Energía solar fotovoltaica

1. ¿Cuál es el consumo mundial de energía? ¿Qué cantidad de energía solar incide sobre la Tierra?

El Sol produce una enorme cantidad de energía: aproximadamente 1,1 x 1020 kiloWatios hora cada segundo (1 kWh es la energía necesaria para iluminar una bombilla de 100 Watios durante 10 horas).
La atmósfera exterior intercepta aproximadamente la mitad de una billonésima parte de la energía generada por el sol, o aproximadamente 1.5 trillones de kiloWatios hora al año. Sin embargo, debido a la reflexión, dispersión y absorción producida por los gases de la atmósfera, sólo un 47% de esta energía, o aproximadamente 0.7 trillones de kWh alcanzan la superficie de la Tierra.
La cantidad de energía que se consume en el mundo anualmente es aproximadamente 85 billones de kWh. Esto es lo que se puede medir, es decir, la energía que se compra, vende o comercializa. No hay forma de saber exactamente qué cantidad de energía no comercial consume cada persona (por ejemplo cuanta madera se quema, o que cantidad de agua se utiliza en pequeños saltos de agua para producir energía eléctrica). Según algunos expertos esta energía no comercial puede constituir como máximo una quinta parte del total de energía consumida. Aunque fuera este el caso, la energía total consumida por el mundo significaría sólo 1/7.000 de la energía solar que incide sobre la superficie de la Tierra cada año.

2. ¿Para qué se utiliza la energía solar? ¿Qué podemos conseguir con la energía solar?

Podemos hablar de dos tipos de aprovechamiento de la energía solar: el que se utiliza para producir energía térmica (básicamente, agua caliente sanitaria y calefacción) y el que convierte la radiación solar en electricidad mediante la denominada tecnología fotovoltaica.

3. ¿Qué diferencias existen entre la energía solar térmica y la fotovoltaica?

Las principales diferencias son las siguientes:

• La energía solar térmica sirve para la producción de agua caliente para diversos usos, tales como agua caliente sanitaria, apoyo al sistema de calefacción, calentamiento de piscinas, procesos industriales con calentamiento de agua u otros fluidos, así como para la producción de frío para la climatización en combinación con máquina de absorción.
• La energía solar fotovoltaica sirve para la generación de energía eléctrica.

4. ¿Qué aplicaciones tiene la energía solar fotovoltaica?

Prácticamente cualquier aplicación que necesite electricidad para funcionar se puede alimentar con un sistema fotovoltaico adecuadamente dimensionado. La única limitación es el coste del equipo y, en algunas ocasiones, el tamaño del campo de paneles. No obstante, en lugares remotos alejados de la red de distribución eléctrica, lo más rentable suele ser instalar energía solar fotovoltaica antes que realizar el enganche a la red.
Entre las principales aplicaciones se incluyen:

1. Electrificación de viviendas
2. Sistemas de bombeo y riego
3. Iluminación de carreteras
4. Repetidores de radio y televisión
5. Depuradoras de aguas residuales

5. ¿Se puede utilizar la energía solar fotovoltaica para la calefacción o para calentar agua de piscina o de uso doméstico?

Aunque técnicamente sería posible, desde un punto de vista económico no tiene sentido. Para producir agua caliente lo mejor es emplear un sistema solar térmico, que utiliza colectores que se llenan de agua y absorben calor. En cuanto a la calefacción, la única posibilidad para aplicar la energía solar, es utilizar un sistema solar térmico con suelo radiante.

6. ¿Cuál es el lugar idóneo para instalar un panel solar?

Los paneles solares operan mejor si son colocados en un lugar donde reciban luz solar plena. Pueden colocarse en el techo de una casa u oficina, sobre una estructura de soporte (poste), montados en la fachada o sobre el terreno. Es preferible evitar los lugares que reciben sombra (cerca de árboles, chimeneas, otras edificaciones, etc.), ya que la sombra afectará en la producción de electricidad de los paneles.
Los paneles solares deberán ser montados de modo tal que, a mediodía, se encuentren en dirección al sol, con el propósito de generar el máximo de electricidad.

7. ¿Cuál es la vida útil de un panel solar fotovoltaico?

Teniendo en cuenta que el panel carece de partes móviles y que las células y los contactos van encapsulados en una robusta resina sintética, se consigue una muy buena fiabilidad junto con una larga vida útil, de orden de 30 años o más. Además si una de las células falla, esto no afecta al funcionamiento de las demás, y la intensidad y voltaje producidos pueden ser fácilmente ajustados añadiendo o suprimiendo células.

8. ¿Pueden romperse fácilmente los módulos solares?

Los paneles van protegidos en su cara exterior con vidrio templado, que permite aguantar condiciones meteorológicas muy duras tales como el hielo, la abrasión, cambios bruscos de temperatura, o los impactos producidos por el granizo. Una prueba estándar para su homologación consiste en lanzar (con un cañón neumático) una bola de hielo de dimensiones y consistencia preestablecidas al centro del cristal.

9. ¿Qué mantenimiento requiere un sistema fotovoltaico?

Las instalaciones fotovoltaicas requieren un mantenimiento mínimo y sencillo, que se reduce a las siguientes operaciones:

• En el caso de los paneles el mantenimiento es mínimo. Básicamente sirve con mantenerlos lo más limpios posibles, y asegurarse de que las conexiones están bien ajustadas.
• En el caso del regulador, al tratarse de un equipo simple su mantenimiento es mínimo.
• En caso de que la instalación cuente con acumulador, es uno de los elementos que requiere una mayor atención; de su uso correcto y buen mantenimiento dependerá en gran medida su duración. Las operaciones usuales que deben realizarse consisten en comprobar el nivel del electrolito, los terminales de la batería y la densidad del electrolito

10. ¿Qué impacto ambiental tiene la energía solar fotovoltaica?

La energía solar fotovoltaica, al igual que otras energías renovables, constituye, frente a los combustibles fósiles, una fuente inagotable, contribuye al autoabastecimiento energético nacional y es menos perjudicial para el medio ambiente, evitando los efectos de su uso directo (contaminación atmosférica, residuos, etc) y los derivados de su generación (excavaciones, minas, canteras, etc.)

La generación eléctrica a partir de la radiación solar tiene nulos o mínimos efectos ambientales. No se producen emisiones de CO2, ni afecciones al terreno, aguas o flora y fauna y se trata de un sistema completamente silencioso. Además, en gran parte de los casos, se pueden integrar en los tejados de las viviendas, como un elemento constructivo más.

Por otra parte, la energía solar fotovoltaica representa la mejor solución para aquellos lugares a los que se quiere dotar de energía eléctrica preservando las condiciones del entorno; como es el caso por ejemplo de los Espacios Naturales Protegidos.

11. ¿Qué se entiende por potencia pico de un panel?

Es la potencia de salida, en Watios, que produce un panel fotovoltaico en condiciones de máxima iluminación solar, con una radiación de aproximadamente 1 kW/m2 (la que se produce en un día soleado al mediodía solar.

12. ¿Pueden funcionar los paneles fotovoltaicos en días nublados?

Los paneles fotovoltaicos generan electricidad incluso en días nublados, aunque su rendimiento disminuye.
La producción de electricidad varía linealmente a la luz que incide sobre el panel; un día totalmente nublado equivale aproximadamente a un 10% de la intensidad total del sol, y el rendimiento del panel disminuye proporcionalmente a este valor.

13. ¿De qué factores depende el rendimiento de un panel fotovoltaico?

Fundamentalmente de la intensidad de la radiación luminosa y de la temperatura de las células solares.
La intensidad y la tensión varían con la radiación, mientras que la temperatura produce variaciones en la potencia nominal.
La intensidad de corriente que general el panel aumenta con la radiación, permaneciendo el voltaje aproximadamente constante. En este sentido tiene mucha importancia la colocación de los paneles (su orientación e inclinación respecto a la horizontal), ya que los valores de la radiación varían a lo largo del día en función de la inclinación del sol respecto al horizonte.
El aumento de temperatura en las células supone un incremento en la corriente, pero al mismo tiempo una disminución mucho mayor, en proporción, de la tensión. El efecto global es que la potencia disminuye.

14. ¿Qué superficie es necesaria para realizar una instalación solar fotovoltaica conectada a red?

Como datos aproximados, se pueden tomar entre 20 y 40 m2 por cada kW que se quiera instalar.

15. ¿Qué es un Parque Solar Fotovoltaico?

Es una instalación que agrupa varias instalaciones solares en un mismo lugar, las cuales van a aprovechar la radiación solar para producir electricidad que posteriormente será vendida a la red eléctrica.
Cada una de las instalaciones en las que se encuentra subdividida la Huerta Fotovoltaica, puede estar a nombre de una persona física o jurídica, aunque todas formen parte de una sola instalación.

Esto otorga una serie de ventajas, al agruparse servicios como el mantenimiento, la vigilancia, los seguros, facilidades de financiación, etc.

16. ¿En cuánto tiempo se amortiza?

Hay distintos factores que determinan el periodo de amortización de una instalación: el correcto cálculo de las necesidades, la optimización del sistema, una adecuada instalación y calidad de materiales, las subvenciones públicas obtenidas y, principalmente, su uso.
No obstante, para dar una idea, podemos decir que las instalaciones térmicas quedan amortizadas aproximadamente a los 4–6 años. A su vez, las instalaciones fotovoltaicas quedan amortizadas a partir de los 7-9 años.

17. ¿Como se puede financiar este tipo de instalaciones?

Para pequeñas instalaciones, sobre todo de tipo aislado, hay diferentes líneas de subvenciones como la línea ICO-IDAE, que ofrece ayudas a fondo perdido con el objetivo de facilitar el acceso a la electricidad en zonas aisladas. También algunas Comunidades Autónomas gozan de este tipo de ayudas. Estas ayudas en la actualidad cada vez son menores.
En caso de invertir en un Parque Fotovoltaico, los bancos y cajas de ahorro ofrecen financiación para el 80% de la instalación (generalmente). El 20% contrario suele ser financiado con fondos propios.