Cómo funciona un sistema FV: descripción general

[Milo]

Los sistemas fotovoltaicos (FV) convierten la luz solar directamente en electricidad, mediante el uso de lo que es conocido como “células solares”. Una célula solar está hecha de material semiconductor dispuesto en dos capas: P y N. Cuando la radiación del sol incide en la célula fotovoltaica en forma de luz solar, la línea de separación entre P y N actúa como un diodo. Los fotones con suficiente energía que inciden en la célula provocan que los electrones pasen de la capa P a la capa N. Un exceso de electrones se acumula en el lado N mientras que en el lado P se produce un déficit. La diferencia entre la cantidad de electrones es la diferencia de potencial o voltaje, que puede ser usado como una fuente de energía. Con tal de que la luz siga incidiendo en el panel, la diferencia de potencial se mantiene, incluso en días nublados, debido a la radiación difusa de luz.

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vista general esquemática del proceso en una célula fotovoltaica

La cantidad de energía eléctrica que un sistema fotovoltaico produce depende principalmente de dos factores:

• la cantidad de luz solar incidente;
• la eficiencia del sistema fotovoltaico para convertir esa luz en electricidad.

El rendimiento de un panel está especificado conforme a normas (principalmente la IEC 61215). Las condiciones de ensayo son para una potencia luminosa de 1 KW/m2, y una temperatura de la célula de 25ºC. La eficiencia de una placa fotovoltaica de silicio cristalino disminuye un 0,5 % por cada grado Celsius por encima de la temperatura estándar de 25ºC. Se requiere una ventilación adecuada en la parte trasera de los módulos. A la hora de determinar el emplazamiento de los módulos, la exposición al viento u otras corrientes de refrigeración es una consideración importante. Los especialistas en el campo de la energía fotovoltaica no expresan la potencia instalada de un sistema en vatios (W), sino en vatios-pico (Wp).

Un sistema FV residencial permite al dueño de la casa generar una parte o la totalidad de su demanda diaria de energía eléctrica en su propio tejado, generando durante el día un exceso de producción, que podrá normalmente ser utilizado por la noche. En el caso en que la casa disponga de una conexión a la red eléctrica pública todo el tiempo, los excesos de producción se pueden volcar a la red (así como las necesidades nocturnas pueden absorberse de la red). Los sistemas FV pueden también incluir una batería de reserva o un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) para hacer funcionar los circuitos seleccionados en la residencia durante horas o durante días ante cortes en la red.

Existen también sistemas FV que se encuentran integrados a la edificación (BIPV). En este caso, las instalaciones FV son parte de la infraestructura existente, o están integradas a la estructura construida de la residencia, oficina o edificio industrial. Los sistemas FV montados en el tejado, por ejemplo, son considerados una aplicación integrada en el edificio. En muchas aplicaciones, la energía eléctrica generada a partir de energía solar se inyecta en la red interna del edificio.