1 ) A qué se llama Fotovoltaico (F.V) ?
Es un tipo de electricidad renovable (energía eléctrica “voltaica”) obtenida por la incidencia de los rayos de sol (foto) directamente sobre un material semiconductor, de estado sólido. Las partículas de los rayos solares que impactan sobre dicho material se denominan fotones y el semiconductor es una delgada lámina (generalmente de silicio y con otros elementos) denominada celda fotovoltaica.
2 ) Cómo se puede obtener electricidad para uso doméstico ó comercial de la energía solar ?
Cada celda fotovoltaica posee caminos conductores (positivo y negativo) para direccionar los electrones despedidos hacia un circuito eléctrico exterior. Cada celda produce sólo unas décimas de voltio y para lograr tensiones adecuadas para su uso, éstas se interconectan en serie formando un panel fotovoltaico.
3 ) Qué tipo de electricidad genera un panel fotovoltaico?
Los paneles fotovoltaicos generan corriente contínua (ó directa) y su nivel de tensión es función de la cantidad de celdas conectadas en serie. Para la conversión a corriente alterna existen dispositivos llamados inversores de corriente, que convierten la corriente contínua en alterna y la transforman a los niveles estandarizados por las compañías distribuidoras de energía.
4 ) Qué se puede hacer con un sistema de energía solar fotovoltaica?
Virtualmente cualquier necesidad de energía eléctrica puede satisfacerse mediante un adecuado diseño del sistema de energía fotovoltaica. Esto incluye energía para iluminación, bombeo, radiocomunicación, electrificación doméstica, protección catódica, etc. La única limitación es el costo del equipo y ocasionalmente el tamaño del sistema F.V., aunque éste raramente es un problema.
5 ) Cuánto cuesta un equipamiento solar fotovoltaico?
El costo de una instalación fotovoltaica dependerá de su aplicación y son virtualmente “trajes a medida”, pero una primera aproximación, en forma de guía general, podemos decir que cuesta aproximadamente de U$S 10 a U$S 15 por vatio (Wp) de panel instalado. En instalaciones de gran potencia los costos tenderían a bajar, pero como la calidad de energía que se requiere en estos casos es alta, generalmente el equipamiento (inversores, reguladores, tableros, etc.) es mas sofisticado, por lo tanto suelen ser de mayor costo, aunque no todas.
6 ) Es difícil usar la energía solar fotovoltaica?
No. Aunque hacer las celdas FV y los módulos requiere de avanzada tecnología, su uso es muy simple.
Los paneles solares normalmente generan baja tensión (aunquelos módulos solares pueden interconectarse para altos voltajes) no tienen partes móviles o desmontables. Una vez instalado un sistema fotovoltaico, generalmente no requiere otro mantenimiento más que una limpieza ocasional (no indispensable). La mayoría de los sistemas solares contienen bancos de baterías, los cuales requieren del agregado de agua de vez en cuando, al igual que el mantenimiento requerido por la batería del automóvil en caso de no ser libre de mantenimiento.
7 ) Cómo impacta al medio ambiente?
La Energía Fotovoltaica es probablemente el método más bondadoso de generación de energía que conocemos. Es silenciosa, no produce contaminación ni requiere combustible (ningún otro más que la luz del sol).
La tecnología de los módulos fotovoltaicosestá basada en el silicio: el segundo componente más abundante en la corteza terrestre y no es tóxico.
La totalidad de los materiales de los módulos solares pueden reciclarse (el cristal, el silicio, el aluminio), si se usan baterías de plomo-ácido, son totalmente reciclables.
8 ) Cuándo será la energía solar FV económica para su uso general?
Muchos millones de personas en el mundo no tienen acceso a la electricidad. Para esta gente, la energía fotovoltaica (solar) es probablemente la fuente de energía más económica hoy en día, así en el sentido más amplio, la respuesta es AHORA. Sin embargo, si la pregunta es ¿cuándo la energía fotovoltaica (solar) competirá con las fuentes de energía tradicionales en países con amplia infraestructura eléctrica?; esto ya sucede en muchos países de Europa y en EEUU mismo, con equipos conectados a la red, el algunos casos con subsidios de los gobiernos, pero en los países en vía de desarrollo probablemente no sucederá hasta dentro de varios años, para ello deberán los mismos gobiernos promocionar su uso y generar el marco jurídico, técnico y económico adecuado.
Se espera que a corto plazo, la energía fotovoltaica sea económicamente viable en un número considerable de aplicaciones conectadas actualmente a la red.
9 )Quién usa la energía solar fotovoltaica?
La energía solar es usada por particulares, empresas, gobiernos y organizaciones sin fines de lucro. Cualquiera que requiera electricidad y no tenga acceso a la red eléctrica, es un usuario potencial de la energía fotovoltaica.
10 )La energía solar FV se puede usar para calentar agua?
Aunque es técnicamente factible usar la electricidad producida por un sistema fotovoltaico para calentar agua, generalmente no es conveniente desde el punto de vista económico. Si se desea agua caliente, puede resultar más económico utilizar un sistema termosolar (el cual usa calor del sol absorbido por paneles que circulan agua).
11 ) La energía solar FV funciona en climas fríos?
Por supuesto que funciona, y muy bien por cierto! En contra de lo que la mayoría de la gente piensa, los módulos FV generan más energía a bajas temperaturas. Esto debido a que los módulos realmente son aparatos electrónicos que funcionan con luz, no con calor. Como la mayoría de los aparatos electrónicos, los módulos funcionan más eficientemente en temperaturas frías.
En la práctica basta recordar que la potencia del panel disminuye aproximadamente un 0,5 % por cada grado de aumento de la temperatura de la célula por encima de los 25 °C.
En climas templados, los módulos generan menos energía en invierno que en verano, pero esto se debe a que los días de invierno son más cortos que los de verano; además, es mayor la posibilidad de días nublados en invierno.
12 )Puede la energía solar funcionar en días nublados?
Los módulos solares siguen generando electricidad en días nublados, sin embargo su salida disminuye.
En promedio la salida varía linealmente alrededor del 10% por debajo de la intensidad normal del sol. Incluso si se instala un módulo FV en el sitio de una ventana, sin necesidad de los rayos directos del sol, puede generar de un 50 a 70% de su capacidad nominal. La sombra generada por una nube corresponde tan sólo a 5 o 10% de la intensidad total del sol, por lo tanto la corriente del módulo se verá disminuida proporcionalmente, lo cual resulta lógico pues si, por ejemplo, se duplica el número de fotones incidentes sobre las células, se duplicará (hasta cierto límite) el número de choque con electrones. La tensión también aumenta con la radiación, pero siguiendo una curva exponencial muy diferente a la de la corriente.
13 )La energía solar F.V. es viable económicamente para aplicaciones residenciales ?
Esto realmente es cuestión de la aplicación a realizar y su localización. En general, si ya se tiene energía eléctrica a un bajo costo, como pudiera ser la red eléctrica convencional, la energía fotovoltaica no es directamente competitiva. Por ejemplo, no tiene sentido electrificar completamente una residencia a través de energía solar en una área urbana y desconectarla de la red eléctrica convencional (aunque técnicamente es posible y lo han hecho en sus casas algunos activistas ecológicos).
Por otra parte, si la energía eléctrica de red no estuviera en las cercanías de donde se la requiera, la energía fotovoltaica puede ser muy conveniente, incluso aunque la línea de energía eléctrica esté cerca.
En lugares donde existe la red pública, existen aplicaciones típicas para residencias, como puede ser iluminación decorativa o de seguridad, en donde se tendría que tender una extensa línea de electricidad y un sistema FV proporcionaría una alternativa a bajo costo, fácil y segura.
En lugares donde no se cuenta con tendido eléctrico (cabañas de campo, por ejemplo), un sistema FV puede ser usado para satisfacer las necesidades más comunes de electricidad (excepto calentar, lo cual puede lograrse mediante gas, madera o un sistema termosolar), y es muy competitivo con otras fuentes de electricidad.
14 )Cuánto dura un sistema F.V.? Pierden potencia los módulos F.V. a través del tiempo?
Las baterías de placas planas,en el mejor de los casos (siempre y cuando tengan un buen controlador de carga) pueden llegar a durar hasta 7 años, otras de placas positivas tubulares pueden llegar a durar mucho más, máxime si el banco está sobredimensionado. Las pequeñas baterías de plomo ácido tienen una vida útil que ronda entre los 3 a 5 años.
Un buen módulo FV garantiza su producción de energía por mas de 20 años, con una pérdida de potencia mínima (alrededor del 20 % en 20 años).
En el siguiente gráfico podemos ver el rendimiento de los paneles FV SolarWorld a lo largo de 25 años.
Algunos tipos de módulos FV (los que utilizan una capa delgada de silicio, también llamados de silicio amorfo) tienen un pronóstico de disminución en su salida de potencia durante los primeros meses de operación, proceso que se reduce paulatinamente y después de un tiempo se detiene, la salida del módulo en este tiempo se torna relativamente estable.
15 )En qué debo fijarme al comprar un módulo F. V. ?
Un comprador bien informado puede cerciorarse de ciertas características al momento de comprar un módulo. Primero, pregunte al vendedor, qué normas internacionales han aprobado y calificado los módulos. En los países industrializados se busca identificación de «UnderwriterLaboratories» (U.L.) y el cumplimiento de la norma IEC 61215,éstas normas certifican la seguridad y funcionamiento adecuado de equipos fotovoltaicos. En Europa, busque aprobación de la Comisión de la Comunidad Europea (C.E.C.).
A continuación cheque externamente el módulo, levántelo… ¿Se siente sólido o frágil? Revise la caja de conexiones. ¿Está fijada firmemente? ¿Tiene interconectores estándares? ¿Puede aceptar cable de buenasección ?¿ Se pueden hacer interconexiones entre módulos dentro de esta caja? Vea las celdas solares, ¿Están muy cerca del marco? (Este detalle que puede generar fallas prematuras). Revise detalladamente la placa de identificación del módulo, verifique si cada módulo fue probado adecuadamente o solamente se denota un muestreo aleatorio. Verifique la tolerancia del fabricante (ya que algunos módulos son +10%). ¿Tiene suficiente voltaje el módulo para cargar las baterías? (El mínimo recomendable es 16.5 volts). Examine la garantía. Verifique si ésta es vaga o especifica el nivel de desempeño; finalmente investigue la reputación del fabricante y su experiencia en el mercado. ¿Estará el fabricante en el mercado dentro de 2 años, cuando la garantía esté por terminarse? El distribuidor que lo atiende ¿Esta bien capacitado en el tema de Energía Solar o solamente es un importador más?
16 ) Existen los paneles FV autorregulados ?
No existen los paneles FV autorregulados. Existen paneles con menor número de celdas, que por consiguiente, generan menos tensión, y se usan generalmente en sistemas con una demanda de energía diaria constante, ya que si no existiera consumo (por ejemplo por vacaciones), los paneles, aún con menor rango de tensión, siguen generando, pudiendo dañar las baterías por sobrecarga.
17 ) Se puede hablar de W/m²?
Si bien es quizás un dato interesante para un usuario final inexperto, éste no es un dato para el dimensionamiento de un sistema. En energía solar FV se habla de Ah/día ó Wh/día.
18 ) Paneles de igual potencia pico (Wp) generan igual cantidad de energía ?
NO, debido al tipo de material con el que están construídos (rendimiento) y debido a la cantidad de celdas fotovoltaicas (nivel de tensión). De la misma manera que un panel de mayor superficie no siempre genera mas energía que uno de menor superficie.