Parque fotovoltaico: cómo se crea y cómo funciona
Un parque fotovoltaico es una amplia superficie en la que se instalan numerosos paneles fotovoltaicos destinados a la conversión de energía solar en energía eléctrica
Un parque fotovoltaico, o campo fotovoltaico, es un área muy grande sobre la cual se instalan paneles fotovoltaicos. Estos se posicionan uno al lado del otro, orientados hacia el sol, y transforman la energía solar en electricidad.
La creación de un parque fotovoltaico requiere una planificación cuidadosa. Es necesario un análisis detallado de las condiciones ambientales y geográficas del lugar elegido. Además, es fundamental considerar la capacidad de producción energética para satisfacer las necesidades de la comunidad circundante.
A tal efecto, puedes utilizar un software fotovoltaico que permite obtener informes económicos completos que tienen en cuenta:
- el coste de realización de la instalación,
- la producibilidad total anual,
- los consumos de energía eléctrica por franjas horarias
- y posibles incentivos.
Índice
¿Qué se entiende por parque fotovoltaico?
Un parque fotovoltaico es un área dedicada a la instalación de sistemas fotovoltaicos. Es decir, sistemas que convierten la energía solar en energía eléctrica. Estos parques están constituidos por un conjunto de paneles fotovoltaicos montados en soportes adecuados, como estructuras en el suelo o en cubiertas de edificios. Por otro lado, la energía producida puede ser inyectada en la red eléctrica para alimentar viviendas, empresas u otras estructuras. Por lo tanto, contribuyen al abastecimiento de energía de fuentes renovables y sostenibles.
Parque fotovoltaico: elementos principales
Un parque solar fotovoltaico está compuesto por:
- paneles solares: estas son estructuras planas y rectangulares formadas por módulos que contienen celdas fotovoltaicas que capturan la luz solar y la convierten en energía eléctrica;
- tracker: los trackers son soportes móviles que orientan los paneles solares según el ángulo de los rayos solares, optimizando así la producción de energía eléctrica;
- inversor: los inversores son dispositivos que convierten la corriente continua (CC) producida por los paneles en corriente alterna (CA), haciéndola compatible con los consumos domésticos;
- transformador: este instrumento aumenta la tensión de la energía eléctrica antes de que sea inyectada en la red eléctrica;
- caminos de acceso y obras de drenaje: estas infraestructuras sirven para controlar y proteger la instalación durante las lluvias y las inundaciones;
- caviducto: un cable que conecta la instalación fotovoltaica a la cabina primaria del operador de la red eléctrica.
¿Cómo funciona un parque fotovoltaico?
El funcionamiento de un parque fotovoltaico es idéntico al de cualquier otra instalación fotovoltaica tradicional. Un parque fotovoltaico inicia su proceso de producción de energía eléctrica a partir de los módulos fotovoltaicos, que transforman la energía solar en energía eléctrica a través del efecto fotovoltaico. Estos módulos están constituidos principalmente por silicio, un material semiconductor ampliamente disponible.
Los semiconductores son materiales que pueden conducir energía cuando los átomos que los componen reciben suficiente energía para permitir que los electrones se muevan libremente. En el caso de los módulos fotovoltaicos, la energía proviene del sol en forma de fotones. Cuando los fotones impactan las celdas fotovoltaicas, proporcionan la energía necesaria para liberar electrones del silicio, creando así un flujo de corriente eléctrica.
Las celdas solares están hechas alternando capas de silicio dopado, formando una unión p-n. Esta unión, entre silicio dopado con boro (p, positivo) y silicio dopado con fósforo (n, negativo), genera un campo eléctrico que dirige el movimiento de los electrones. Cuando un fotón impacta esta unión, libera un electrón, que puede ser recogido para generar electricidad. Cada celda solar produce una pequeña tensión, aproximadamente 0,5 – 0,6 V.
Un módulo fotovoltaico está constituido por muchas celdas solares conectadas entre sí. Varios módulos conectados en serie forman cadenas fotovoltaicas, y muchas cadenas conectadas en paralelo constituyen el generador solar o parque fotovoltaico.
El Inversor
El inversor tiene la tarea de convertir la corriente continua (CC) producida por los módulos en corriente alterna (CA), que es utilizable en las redes eléctricas domésticas e industriales. Los inversores pueden ser centralizados, gestionando grandes potencias (de 1 a 4 MW) y recogiendo energía de una amplia área del campo solar, o de cadena, que gestionan potencias menores (150-300 kW) y están situados cerca de las cadenas para reducir las pérdidas en los cables.
Después del inversor, es necesaria una conversión de tensión. Los inversores trabajan a baja tensión (hasta 1000V en corriente alterna), pero para gestionar potencias elevadas, es necesario aumentar la tensión a niveles medios (de 10 a 40 kV) a través de un transformador.
En las instalaciones más pequeñas (hasta aproximadamente 10 MW), la energía se transfiere directamente del transformador a la cabina de entrega, donde se inyecta en la red de distribución. En las grandes instalaciones, en cambio, la energía pasa a través de una subestación eléctrica, que recoge las líneas de media tensión y las canaliza hacia un transformador que aumenta la tensión a niveles altos (hasta 120/220 kV) antes de inyectarla en la red.
Realización de un parque fotovoltaico: las fases
Podemos dividir la realización de un parque fotovoltaico en diferentes fases:
- obtención de las autorizaciones: la primera fase consiste en obtener todas las autorizaciones necesarias, obtenidas a través de conferencias de servicios. Los organismos competentes emiten las autorizaciones y, si es necesario, imponen prescripciones como sondeos arqueológicos o la presencia de un arqueólogo durante los trabajos;
- actividades preliminares: antes del inicio efectivo de los trabajos, se llevan a cabo varias actividades preliminares, entre las que se incluyen:
- verificación de posibles artefactos bélicos;
- pruebas de diseño sísmico y geotécnico;
- apertura del sitio de construcción: esta fase prevé la preparación del sitio, incluida la realización de caminos de acceso y la instalación de oficinas y servicios necesarios para el sitio;
- instalación mecánica: esta fase se divide a su vez en:
- hincado de los postes del tracker;
- completación manual de la instalación del tracker en los postes;
- instalación manual de los paneles fotovoltaicos, prestando atención a la orientación óptima para evitar sombras;
- instalación eléctrica: en esta fase se lleva a cabo la instalación eléctrica, que incluye la preparación de los cableados, las terminaciones y las conexiones eléctricas, así como la conexión en serie de los módulos fotovoltaicos;
- fase final: la fase conclusiva incluye las pruebas eléctricas antes de la conexión a la red, seguidas de la energización para iniciar la producción de energía.
Construcción parque fotovoltaico: fases
Tipologías de parques fotovoltaicos
En los parques fotovoltaicos, las instalaciones están instaladas directamente en el suelo, con los paneles elevados del suelo mediante estructuras especiales. Según el tipo de paneles utilizados, se pueden identificar varios tipos de parques solares:
- parques fotovoltaicos con paneles fijos en silicio cristalino: esta es la primera generación de parques fotovoltaicos. Utilizan paneles solares monocristalinos y policristalinos, similares a los empleados en las instalaciones residenciales. Estos paneles están dispuestos en el suelo en filas múltiples y permanecen fijos;
- parques fotovoltaicos con seguidores solares y paneles de película delgada: los paneles de silicio de capa delgada son ligeros, flexibles y resistentes a las variaciones de temperatura. En los parques solares, su uso a menudo se combina con la tecnología de seguidores solares, que permite a los paneles girar siguiendo el movimiento del sol durante el día, optimizando así el rendimiento y la eficiencia general de la instalación;
- parques fotovoltaicos con paneles de concentración: estos representan la generación más avanzada de parques fotovoltaicos, basados en la tecnología de concentración. Esta tecnología concentra la luz solar en pequeñas áreas de los paneles fotovoltaicos, convirtiéndola directamente en energía eléctrica.
¿Cuál es el parque fotovoltaico más grande en Italia?
El parque fotovoltaico más grande de Italia se encuentra en Puglia y tiene una capacidad de 103 MW. Esta instalación fue inaugurada por la empresa danesa European Energy y cubre un área de 1.500.000 m2, equivalente a aproximadamente 200 campos de fútbol.
Otros ejemplos de parques fotovoltaicos en Italia son el parque de Sticciano, ubicado en el municipio de Roccastrada, provincia de Grosseto, que tiene una potencia nominal de 70,6 MW y la central solar termodinámica Archimede, en la provincia de Siracusa, que produce aproximadamente 5 MW de potencia eléctrica.
Parques fotovoltaicos en el mundo
Según un ranking elaborado por Energy Digital Magazine sobre los diez parques solares más grandes del mundo, China e India ocupan las tres primeras posiciones. China es actualmente el principal productor mundial de energía solar.
Parque Solar de Golmud
Según el Electricity Market Report 2023, el año pasado China generó 2700 mil millones de kWh de energía renovable, cubriendo el 31,6% del consumo eléctrico nacional.
El Golmud Solar Park, con una capacidad instalada de 2,8 GW y 7,2 millones de paneles solares, es el parque fotovoltaico más grande del mundo, alimentando aproximadamente un millón de viviendas.
En segundo lugar, se encuentra el Bhadla Solar Park en el desierto de Thar en India, que cubre 14 mil acres y produce 2,25 GW.
Otra importante adición a la clasificación es el Al Dhafra Solar Project, situado a 35 km de Abu Dhabi en los Emiratos Árabes Unidos. Este parque, ubicado en el desierto sobre una superficie de más de 20 km cuadrados, tiene una capacidad de 2 GW con casi 4 millones de paneles solares, suficientes para satisfacer las necesidades de aproximadamente 200 mil viviendas.
