Los dispositivos fotovoltaicos son diseñados para generar electricidad directamente desde la luz solar mediante un proceso electrónico que se presenta naturalmente en determinados tipos de materiales que son conocidos como semiconductores. A continuación, los electrones de estos materiales son liberados por la energía del sol y en consecuencia pueden ser inducidos a través de un circuito eléctrico ya sea para alimentar dispositivos eléctricos o bien enviando electricidad a la red.
¿Cómo funciona la tecnología fotovoltaica?
Para entender cómo funciona la tecnología fotovoltaica, primero hay que decir que los fotones golpean e ionizan el material semiconductor en el panel solar, lo que provoca que los electrones externos se liberen de sus enlaces atómicos. Como consecuencia de la estructura del semiconductor, los electrónicos son forzados a ir en una dirección que crea un flujo de corriente eléctrica.
Se sabe también que las células solares no son 100% eficientes y mucho de ello tiene que ver con que parte del espectro de luz se refleja, incluso algunas son demasiado débiles como para crear electricidad, mientras que algunas crean energía térmica en lugar de electricidad.
El flujo de electricidad
El movimiento de los electrónicos, cada uno de los cuales con una carga negativa, hacia la superficie frontal de la célula, crea un desequilibrio de carga eléctrica entre las superficies delantera y trasera de la célula. Este desequilibrio lo que provoca es que se cree un potencial de voltaje similar a las terminales negativas y positivas de una batería.
Por otra parte, los conductores eléctricos de la célula absorben los electrones y cuando los conductores están conectados en un circuito eléctrico a una carga externa, tal como sucede en una batería, entonces la electricidad fluye en el circuito.
También es importante mencionar que la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos varia según el tipo de tecnología fotovoltaica. La eficiencia de la mayoría de los módulos fotovoltaicos disponibles en el mercado se encuentra entre el 5% y el 15%.
¿Cómo funcionan los sistemas fotovoltaicos?
La célula fotovoltaica es el elemento básico de un sistema fotovoltaico. En este sistema, las células individuales pueden variar en tamaño de 0.5 pulgadas a 4 pulgadas de ancho. No obstante, una célula solamente puede producir 1 o 2 voltios, que es únicamente electricidad suficiente para usos menores. Las celdas fotovoltaicas están conectadas eléctricamente en un modulo o panel PV empacado y estanco. En consecuencia, los módulos fotovoltaicos varían en dimensiones, así como en la cantidad de energía eléctrica que pueden generar.
La capacidad de generación de electricidad del modulo fotovoltaico, se incrementa con la cantidad de células en el modulo o en la superficie del modulo. También hay que decir que los módulos fotovoltaicos se pueden conectar en grupos para formar una matriz fotovoltaica. En este caso, un conjunto fotovoltaico esta integrado por dos o cientos de módulos fotovoltaicos. La cantidad de estos módulos conectados en una matriz fotovoltaica determina el número total de electricidad que puede generar la matriz.
Asimismo, las células fotovoltaicas generan electricidad de corriente continua, la cual se puede utilizar para cargar las baterías. Casi toda la electricidad es suministrada como corriente alterna en los sistemas de transmisión y distribución de electricidad. Los dispositivos que son conocidos como inversores, se utilizan en los módulos fotovoltaicos o en arrays, con el objetivo de convertir la electricidad de CC a electricidad de CA.
Finalmente las células fotovoltaicas y los módulos, generan la mayor cantidad de electricidad cuando están directamente frente al sol. En consecuencia, los módulos fotovoltaicos y las matrices pueden utilizar sistemas de seguimiento que mueven los módulos para enfrentarse constantemente al sol, sin embargo estos suelen ser mucho más caros.
