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 base per a la fabricació de panells fotovoltaics sol ser el silici. Quan la llum del Sol (fotons) incideix en una de les cares de la cèl·lula solar genera un corrent elèctric. Aquesta electricitat generada es pot aprofitar com a font d'energia.

La fabricació les cèl·lules fotovoltaiques és un procés costós, tant econòmicament com en temps. El silici amb el qual es fabriquen les cèl·lules fotovoltaiques és un material molt abundant a la Terra. No obstant això, el processament del 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.

És important que totes les cèl·lules que componen un panell solar fotovoltaic tinguin les mateixes característiques. Després de la fabricació de les cèl·lules fotovoltaiques, cal seguir un procés de classificació i selecció.

Eficiència de l'energia fotovoltaica

Panells fotovoltaics - energia solar fotovoltaica

Depenent de la construcció, els mòduls fotovoltaics poden produir electricitat a partir d'una gamma concreta de freqüències de la llum, però en general no pot cobrir tota la gamma solar (en concret, la llum ultraviolada, infraroja i baixa o difusa). Per tant, gran part de l'energia de la llum solar incident no s'aprofita pels panells solars, que podrien donar eficiències molt superiors si s'il·lumina amb llum monocromàtica.

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 del desenvolupament de cèl·lules solars multi-unió amb una eficiència de més del 40%, 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 del voltant del 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 del mòdul solar del voltant de 21,5%.

Aplicacions de l'energia solar fotovoltaica

Utilització de l'energia solar fotovoltaica per a l'enllumenat públic

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

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

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, 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.

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 del 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 del 4,5%.

valoración: 3.3 - votos 11

Referències

  1. Roper, L. David. World Photovoltaic Energy
  2. REN21 (2009). Renewables Global Status Report: 2009 Update
  3. Swanson, R. M. (2009). Photovoltaics Power Up
  4. «Photovoltaic Effect»  Mrsolar.com
  5. «The photovoltaic effect»  Encyclobeamia.solarbotics.net.
  6. «La fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclear». El periódico de la energía. 

Última revisió: 24 de maig de 2018