¿Cómo funciona una planta fotovoltaica?

El efecto fotoeléctrico, o la producción de energía eléctrica a partir de la luz, es la clave en este tipo de instalaciones energéticas. Éstas son la solución idónea para zonas aisladas del planeta: su tamaño es modular y su mantenimiento conlleva un coste muy bajo. Además, al funcionar a partir de una fuente renovable, reducen la contaminación atmosférica. En el siguiente post conoceremos los principales componentes de una planta solar fotovoltaica y cómo produce energía.

El interés y la importancia del sol en nuestras vidas siempre ha estado presente. Ya en Egipto y en la antigua Grecia se usaban espejos cóncavos para concentrar los rayos solares y aprovechar la luz del sol para uso doméstico. Los romanos fueron los primeros en darse cuenta de que instalando cristales en sus ventanas podían calentar sus hogares. También descubrieron el efecto invernadero, construyendo casas de cristal para cultivar en su interior.

Actualmente, se da además el caso de que la demanda de energía no para de crecer. Según  el Informe del mercado de electricidad (IEA), la demanda mundial crecerá un 3 % en 2021. Y en concreto, se prevé que las renovables aumenten un 6 %. Por eso necesitamos utilizar fuentes de energía menos contaminantes que favorezcan la persistencia de nuestro ecosistema y reduzcan las emisiones de CO₂ a la atmósfera. Y ¿qué mejor alternativa que la energía solar?

Hoy ponemos el foco en la energía solar fotovoltaica. Conocer su funcionamiento y principales componentes nos ayudará a entender mejor este tipo de tecnología.

“Las células fotovoltaicas presentes en los paneles fotovoltaicos producen un efecto fotoeléctrico, es decir, absorben la luz y generan electricidad

Paneles fotovoltaicos:

En estas instalaciones, todo comienza en los paneles fotovoltaicos, que constan de células fotovoltaicas que producen un efecto fotoeléctrico, es decir, absorben las partículas lumínicas, o fotones, procedentes de la radiación solar (la luz), y expulsan electrones, generándose, así, la corriente continua (la electricidad).

Existen varios tipos de paneles o estructuras fotovoltaicas: fijas; móviles (seguidores solares que, como su nombre indica, realizan un seguimiento del sol); y flotantes, aquellas que vemos sobre el agua en embalses o lagos. Las móviles, además, pueden ser bifaciales, ya que recogen energía en su parte frontal y trasera, incrementando así su eficiencia hasta un 30 %.

Cajas de corriente continua:

El transporte de la energía producida hasta nuestros hogares pasa, antes que nada, por un sistema de cables y las cajas de corriente continua.

Inversor:

Un punto clave de este tipo de instalaciones son los inversores, que se encargan de transformar la corriente continua en corriente alterna. Junto a los inversores se instalan transformadores elevadores, o trasformadores step-up, que se encargan de elevar la tensión desde baja a media tensión.

Línea de evacuación de media tensión:

Una vez elevada la tensión en los transformadores elevadores, la corriente eléctrica se transporta mediante un cable subterráneo o aéreo a la subestación elevadora.

Subestación:

A través de una línea subterránea, la energía llega a una subestación, donde se encuentran el edificio de control y el transformador principal, que eleva la tensión nuevamente, de media a alta.

Líneas de evacuación y transporte:

Finalmente, una línea de alta tensión vierte toda la energía a la red eléctrica, y de ahí, llega a nuestros hogares.

Estaciones meteorológicas:

Tiene sentido que, tratándose de plantas que se alimentan de un recurso natural, cuenten con este tipo de instalaciones para analizar la temperatura, la humedad o la dirección del viento, y optimizar así su funcionamiento.

“Las plantas fotovoltaicas dan respuesta a la demanda de energía y a la escasez de recursos energéticos de zonas rurales aisladas

Entonces, ¿por qué está tan extendida la tecnología fotovoltaica? ¿Qué ventajas presenta? A parte de tratarse de una energía renovable, cuya fuente es inagotable y no contaminante, da respuesta a la demanda de energía y a la escasez de recursos energéticos de zonas rurales aisladas y es de tamaño modular. Además, requiere de un bajo coste de mantenimiento económico y humano. Si bien es cierto que, a día de hoy, los costes de los módulos fotovoltaicos y los asociados a estos, vienen aumentando de forma progresiva en el último año, lo que podría provocar ciertos retrasos en la ejecución de los proyectos.

Y si la comparamos con la energía solar térmica ¿qué diferencias hay entre ambas? Pues principalmente su capacidad de gestión y su adaptación a la demanda energética. A diferencia de la fotovoltaicas, las plantas termosolares son gestionables, es decir, pueden adaptar la producción de energía a la demanda. Además, se pueden hibridar con plantas de combustibles fósiles para reducir en éstas sus emisiones a la atmósfera. No obstante, las termosolares requieren de una gran inversión de capital humano y económico, lo que favorece el desarrollo socioeconómico y tecnológico de las zonas donde se instalan. Si quieres saber más detalles sobre el funcionamiento de una planta solar térmica, visita nuestro post “¿Cómo funciona una planta termosolar cilindroparabólica?”.

En cualquier caso, y a pesar de las circunstancias actuales derivadas de la pandemia provocada por la COVID-19, la energía solar fotovoltaica sigue siendo la solución energética sostenible que bate récords en potencia instalada en el último año y potencia instalada acumulada, tal y como muestran los datos del último informe de la Agencia Internacional de la Energía. En el ranking por países, China sigue estando a la cabeza, seguida de la Unión Europea y Estados Unidos.

Rocío Castro Moreno.Departamento de Comunicación de Abengoa.