La energía solar fotovoltaica es aquella que se obtiene mediante la transformación de la energía solar en energía eléctrica a través del efecto fotoeléctrico.
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones (corriente eléctrica) que se produce cuando la luz incide sobre ciertas superficies, en el caso de la energía solar fotovoltaica estas superficies son células formadas por una a o varias láminas de materiales semiconductores, en la mayoría de los casos silicio, y recubiertas por un vidrio transparente que deja pasar la radiación solar y minimiza las pérdidas.
Este material semiconductor, tratado previamente, los fotones contenidos en la luz solar comunican energía a los electrones del semiconductor, siendo expulsado del mismo a través de un circuito exterior, estableciéndose así una corriente eléctrica, el material semiconductor debe de tratarse previamente, pues de no ser así, la energía cedida por el fotón a los electrones de dicho material se convertiría en calor. A fin de que la conversión de la energía no sea en calor sino en electricidad, los materiales semiconductores deben de doparse con elementos como el boro para alterar sus propiedades intrínsecas que permitan la generación de la corriente eléctrica.
No todos los fotones se comportan del mismo modo en la producción de electricidad por efecto fotovoltaico. Unas frecuencias son más apropiadas que otras para producir dicho efecto, según los tipos de materiales semiconductores utilizados. Por este motivo la eficiencia de un determinado material está en función de la frecuencia de a luz incidente.
La Física Cuántica predice una eficiencia máxima teórica, para la célula a base de silício de un 26%, valor cercano al obtenido en laboratorio. Para la células comerciales, este valor es más bajo (17- 20 %). En cualquier caso, aunque en el futuro se alcancen los máximos rendimientos teóricos, solo una pequeña parte de la energía solar incidente puede convertirse en energía eléctrica.
Las células se agrupan en módulos para su integración en sistemas fotovoltaicos. Los módulos tienen una vida estimada de 30 años y su rendimiento después de 25 años está por encima del 80% y aún así, se continúa investigando para incrementar su eficiencia.
Cuándo más intensa sea la luz solar, mayor será el flujo de electricidad. No siendo necesario un flujo de luz directa, la electricidad se produce incluso en días nublados al amanecer y al anochecer.
Los módulos fotovoltaicos generan corriente continua y se convierten a corriente alterna a por medio de un dispositivo eléctrico llamado “inversor”.
Posteriormente la energía eléctrica producida pasa por un “centro de transformación” se adapta la electricidad a las condiciones de intensidad y tensión de las líneas de de transporte para su consumo.
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