Instalación fotovoltaica: qué es. Guía base para comprender cómo funciona una instalación de generación i cuál son las ventajas para instalaciones en viviendas

El efecto fotovoltaico es un fenómeno natural que se manifiesta en el momento en que la radiación solar pasa a través de un material semiconductor como por ejemplo el silicio cristalino.

Silicio y efecto fotovoltaico

¿Qué ocurre cuando la estructura de un cristal de silicio tratado con específicos materiales (dopaje) viene golpeado por la luz del sol (radiación electromagnética incidente)?

La luz del sol está compuesta por partículas de energía llamadas fotones. Cuando los fotones golpean los materiales semiconductores de la célula fotovoltaica, una parte de energía se refleja, una parte se transforma en calor y otra parte provoca un desplazamiento de los electrones de los átomos del materia semiconductor.

La energía del flujo de fotones libera un cierto número de electrones. Los electrones desplazados en la estructura atómica del semiconductor empiezan a deslizar produciendo así una corriente eléctrica en el cuerpo del semiconductor.

La corriente eléctrica resulta proporcional tanto a la superficie de la célula tanto a la intensidad de la radiación solar. Por ejemplo, una célula cuadrada de 10 cm de lado, expuesta a la radiación solar que la golpea perpendicular, en condiciones de luz llena, es capaz de producir una potencia eléctrica de alrededor 1,3 W con una tensión de 0,5 V.

 

Funcionamiento de la célula solar

Funcionamiento de la célula solar

Las aplicaciones de la energía fotovoltaica requieren características de potencia, corriente y tensión bastante elevadas. Estas se obtienen utilizando más células contemporáneamente, conectadas en serie o en paralelo.

Varias células se montan en una estructura componiendo así un módulo fotovoltaico.

Naturalmente en los módulos fotovoltaicos, para obtener tensiones más elevadas, se utilizan conexiones de tipo en serie o en paralelo entre más células elementares fotovoltaicas.

El conjunto de mas células compone un módulo. Mas módulos conectados en serie forman un rama y el conjunto de ramas constituye un generador fotovoltaico.

Desde la célula al generador

Desde la célula al generador

Qué es una instalación fotovoltaica

Una instalación fotovoltaica es un sistema que aprovecha las radiaciones solares para generar corriente eléctrica continua a través del efecto fotovoltaico.

Conectando después enserie o en paralelo un conjunto de módulos fotovoltaicos se obtiene un generador fotovoltaico con características de corriente y tensión deseada. La modularidad permite una gran flexibilidad de utilizo.

En una primera fase se genera corriente de tipo continua, que seguidamente se transforma en alternad a través de un inversor.

Dicha corriente producirse para alimentar aparatos como para inyectarse a la red.

Se han así dos tipos principales de instalaciones fotovoltaicas:

  • instalaciones aislada
  • instalaciones o integradas a la línea eléctrica
Ejemplo de instalación Grid Connected y Stand Alone

Ejemplo de instalación Grid Connected y Stand Alone

Instalaciones aislada (stand alone)

Las instalaciones aisladas son sistemas autónomos normalmente utilizados para abastecer usuario en sitios difícilmente alcanzables por la red o para abastecer usuarios con muy bajos consumos de energía.

Una instalación aislada está caracterizada por la necesidad de cubrir la totalidad de la demanda energética del usuario.energetica dell’utenza.

Los elementos que la constituyen son:

  • módulos fotovoltaicos
  • regulador de carga
  • sistema de almacenamiento (baterías)
  • inversores

Estas instalaciones resultan económicamente conveniente donde la red eléctrica es ausente o difícilmente alcanzable.

Sistemas conectados a la red (grid connected)

Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red pueden intercambiar energía eléctrica con la red eléctrica.

El intercambio puede realizarse en dos condiciones: si la producción de energía del campo fotovoltaico excede por un cierto periodo el consumo, la excedencia se inyecta a la red. En las horas en que el generador no proporciona energía eléctrica suficiente para satisfacer los usuarios, la energía se adquiere de la red. En general son presentes dos contadores que contabilizan la anergia intercambiada en las dos direcciones. Está de toda forma presente un inversor que transforma la corriente continua producida por el sistema fotovoltaico en corriente alterna.

Los sistemas conectados a la red, claramente, no necesitan baterías ya que la red de distribución compensa el abastecimiento de energía eléctrica en momentos de indisponibilidad de la redacción solar.

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