En los últimos años, se han abierto nuevas posibilidades para aumentar la eficiencia de los sistemas y abaratar sus costes y la tecnología de concentración fotovoltaica es uno de los desarrollos innovadores que pueden llegar a obtener esta mejora en competitividad.
La energía solar fotovoltaica de concentración también conocida como CPV, del inglés: Concentrator Photovoltaics es un tipo de energía solar fotovoltaica que utiliza lentes, espejos curvados y otros tipos de ópticas para concentrar una gran cantidad de radiación solar en una pequeña área de células fotovoltaicas para generar electricidad. en comparación con las tecnologías fotovoltaicas convencionales, los sistemas CPV permiten ahorrar costes en las células solares, dado que un área menor de material fotovoltaico es requerido.
El principio de funcionamiento de los sistemas fotovoltaicos de concentración (CPV) se basa en el uso de sistemas ópticos para aumentar la luz que reciben las células solares. La idea es simple: se emplean dispositivos ópticos de tecnología accesible y barata (lentes y espejos) para concentrar la luz sobre pequeñas células muy eficientes.
Las células fotovoltaicas utilizadas en CPV son diferentes de las células utilizadas en paneles planos. Deben poder aguantar una densidad de radiación más alta (la potencia lumínica que les llega es la misma pero sobre una superficie más pequeña). Son células de multiunión: están compuestas de varias capas de semiconductor que forman uniones p-n entre ellas Las diferentes capas tienen como objetivo aprovechar un rango más ancho del espectro solar que las células de silicio. De este modo, se consigue eficiencias mucho más altas.
Por ejemplo, producir un vatio de electricidad usando un sistema que concentra la luz solar 500 veces sobre una célula fotovoltaica de alta eficiencia requiere una superficie de célula unas 1000 veces inferior a la necesaria para producir esa misma potencia sin concentración y con células normales de panel plano convencional. Por tanto, el objetivo final de los sistemas CPV es reducir el coste de electricidad generada mediante la sustitución de superficie de célula (material caro) por dispositivo.
Los sistemas CPV se pueden clasificar en 3 categorías:
- Los sistemas refractivos que utilizan una lente para concentrar;
- Los sistemas reflectivos que utilizan un espejo;
- Los sistemas mixtos que usan lente y espejo.
Tratándose de sistemas ópticos, es decir que tienen una alineación óptica, obligatoriamente tienen que usarse seguidores solares de alta precisión para que la superficie óptica esté siempre perpendicular a la radiación solar. El uso de la radiación directa hace que esta tecnología sea recomendable sólo en zonas de media y alta radiación.
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