Menu

Panells d'energia
solar fotovoltaica

Energia solar fotovoltaica

Energia solar fotovoltaica

L'energia solar fotovoltaica consisteix en la transformació directa de la radiació solar en energia elèctrica. Aquest tipus d'energia, sovint se l'anomena directament energia fotovoltaica.

Aquesta transformació en energia elèctrica s'aconsegueix aprofitant les propietats dels materials semiconductors mitjançant les cèl·lules fotovoltaiques. El material més comú utilitzat per als sistemes fotovoltaics és silici amorf, policristal·lí o monocristal·lí, tel·luri de cadmi i seleniur / sulfur d'indi i coure.

L'energia solar fotovoltaica té avantatges específics com a font d'energia:

La producció d'energia pot ser a gran escala per al consum en general o petita escala per a consum en petits habitatges, refugis de muntanya o llocs aïllats.

Quina és la situació actual de l'energia fotoelèctrica?

L'energia fotovoltaica és la tercera font d'energia renovable en termes de capacitat global. Les fonts renovables que ocupen la primera posició són després de l'energia hidràulica i eòlica.

L'Agència Internacional d'Energia espera un creixement de 700 a 880 GW de 2019 a 2024. Segons el pronòstic, l'energia fotovoltaica podria convertir-se en la tecnologia amb la major capacitat instal·lada a mitjans de la dècada de 2020.

En 2018, la capacitat fotovoltaica instal·lada a tot el món va augmentar a més de 515 gigawatts (GW) cobrint aproximadament el dos per cent de la demanda mundial d' electricitat.

Com es transforma la radiació solar en electricitat?

Per transformar la radiació solar en electricitat s'utilitzen els panells fotovoltaics. Aquests panells estan compostes de cèl·lules fotovoltaiques. Aquestes célculas tenen la particularitat que a l'rebre la radiació de el Sol ge genera un corrent elèctric.

Les instal·lacions fotovoltaiques poden ser muntades a terra, al terrat, a la paret o flotants. El suport pot ser fix o utilitzar un seguidor solar per seguir a el sol a través del cel.

Silici

La fabricació de les cèl·lules fotovoltaiques és un procés costós, tant econòmicament com en temps. El silici amb el qual es fabriquen la major part de les cèl·lules fotovoltaiques és un material molt abundant a la Terra. No obstant això, el processament de l'silici és laboriós i complicat. Mitjançant uns processos molt complicats es elabroan lingots de silici. Posteriorment, d'aquests lingots de silici es tallaran les hòsties ( cèl·lules fotovoltaiques).

Una altra font d'obtenció de silici és el reciclatge de la indústria electrònica.

En l'actualitat s'estan preparant altres materials de major rendiment.

Què eficiència té l'energia fotovoltaica?

Energia solar fotovoltaica

Depenent de la construcció, els mòduls fotovoltaics poden produir electricitat a partir d'una gamma concreta de freqüències de la llum. De totes maneres, en general no pot cobrir tota la gamma solar (en concret, la llum ultraviolada, infraroja i baixa o difusa).

Gran part de l'energia de la llum solar incident no s'aprofita pels panells solars. Si els panells es il·luminessin amb llum monocromàtica es podrien obtenir eficiències molt superiors.

Per tant, un altre concepte de disseny és la de dividir la llum en diferents longituds d'ona i dirigir els feixos en diferents cèl·lules sintonitzades en aquests rangs. Això ha estat projectat per a ser capaç d'elevar l'eficiència en un 50%.

Científics de Spectrolab, una filial de Boeing, van informar de el desenvolupament de cèl·lules solars multi-unió amb una eficiència de més de l'40%. Aquesta millora era un nou rècord mundial de cèl·lules solars fotovoltaiques. Els científics de Spectrolab també prediuen que les cèl·lules solars de concentració podrien arribar eficiències de més de 45% o fins i tot 50% en el futur, amb eficiències teòriques de l'entorn de l'58% en les cèl·lules amb més de tres unions.

Actualment, la taxa millor de conversió de la llum solar en energia fotovoltaica en els nous productes comercials aconsegueix una eficiència de l' mòdul solar del voltant de 21,5%.

Quins són els usos i aplicacions de l'energia solar fotovoltaica?

Energia solar fotovoltaica

La principal aplicació d'una instal·lació d'energia solar fotovoltaica és la producció d'energia elèctrica a partir de la radiació solar.

Els sistemes fotovoltaics varien des de sistemes petits, muntats en el sostre o integrats en edificis amb capacitats des d'unes poques fins a diverses desenes de quilowatts, fins a grans centrals elèctriques a escala de serveis públics de centenars de megawatts.

Les principals aplicacions són les següents:

  • Sistemes integrats en teulades i edificis. Els sistemes fotovoltaics de les teulades es solen adaptar als edificis existents, generalment muntats sobre l'estructura de l'sostre existent o en les parets existents.
  • Col · lector solar fotovoltaic tèrmic híbrido.Estos sistemes són sistemes que converteixen la radiació solar en energia tèrmica i elèctrica.
  • Concentrador fotovoltaic. Els concentradors utilitzen lents i miralls corbs per enfocar la llum solar en cèl·lules solars petites. D'aquesta manera s'aconsegueix una potència fotovoltaica molt més gran.
  • Electrificació rural. Aquest tipus d'aplicació solar s'utilza en llogarets rurals on les línies elèctriques estan molt allunyades de la població.
  • Centrals elèctriques. Aquestes centrals són granges solars per obtenir una alta producció de potència elèctrica.
  • Solar flotant. Els sistemes d'energia solar flotant s'instal·len a llocs on hi ha poca superfície de terra disponible. Els panells solars, en aquest cas, es troben surant en una superfície aquàtica com en un pantà, llac, etc.
  • Sistemes independents. L'exemple més clar d'aquests sistemes són les calculadors solars.
  • En transport. Utilitzada per obtenir potència motriu.
  • Telecomunicacions i senyalització.
  • Aplicacions de naus espacials.

Instal·lacions aïllades i connectades a la xarxa

Principalment es diferencien dos tipus d'instal·lacions fotovoltaiques:

  • Instal·lacions fotovoltaiques de connexió a xarxa, on l'energia que es produeix s'utilitza íntegrament per a la venda a la xarxa elèctrica de distribució.
  • Instal·lacions fotovoltaiques aïllades de xarxa, que s'utilitzen per a autoconsum, ja sigui un habitatge asilada, una estació repetidora de telecomunicació, o altres llocs remots. Permet obtenir electricitat, bombament d'aigua per a reg, etc.

Dins de les aplicacions de l'energia fotovoltaica no connectada a la xarxa trobem en molts àmbits de la vida quotidiana. L'energia fotovoltaica s'utilitza en petits aparells com calculadores, com per a l'enllumenat públic en determinades zones, per elimenar motors elèctrics i fins i tot s'han desenvolupat automòbils i avions que funcionen exclusivament aprofitant la radiació solar com a font d'energia.

Dins de les instal·lacions fotovoltaiques connectades a la xarxa existeixen les plantes d'energia solar fotovoltaica. Una planta d'energia fotovoltaica, també un parc solar, és una gran planta de generació d'energia, dissenyada per a la venda de la seva producció a la xarxa elèctrica. També se li coneix com una granja solar, especialment si està situada en àrees agrícoles.

Història de l'energia fotovoltaica

L'energia fotovoltaica generada amb l'efecte fotovoltaic es va reconèixer per primera vegada el 1839 pel físic francès Becquerel. No obstant això, no va ser fins l'any 1883 que va ser construïda la primera cèl·lula solar per Charles Fritts amb una eficiència d'un 1%. Durant la primera meitat de segle XX diverses van ser les millores per augmentar la seva eficiència.

El 1946, Russel Ohl va patentar la moderna unió entre els materials semiconductors que actualment s'utilitza. Però l'avanç tecnològic més important va arribar el 1954 quan els Laboratoris Bell, experimentant amb els semiconductors, van desenvolupar la primera cèl·lula fotovoltaica de silici, amb un rendiment de l'4,5%.

 

    valoración: 3.2 - votos 13

    Referències

    1. Roper, L. David. Energia fotovoltaica mundial
    2. Swanson, RM (2009). Energia fotovoltaica
    3. «Efecte Fotovoltaic»   Mrsolar.com
    4. «L’efecte fotovoltaic»   Encyclobeamia.solarbotics.net.
    5. «La fotovoltaica ja s'alterna en costos amb la nuclear» . El diari de l'energia.
    6. "Renovables 2019" . És a dir. Recuperat el 26 de gener de 2020.
    7. "Informe fotovoltaic 2019"  (PDF). Fraunhofer ISE.

    Última revisió: 25 de març de 2020