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tecnologías energéticas | TECNOLOGÍAS DE ENERGÍA RENOVABLE
[R]EVOLUCIÓN ENERGÉTICA ARGENTINA
UN FUTURO ENERGÉTICO SUSTENTABLE
9.3 tecnologías de energía renovable
La energía renovable cubre una variedad de fuentes naturales que son
constantemente renovadas y por ende a diferencia de los combustibles
fósiles y el uranio, nunca se agotarán. La mayoría de ellas deriva del
efecto del sol y la luna en los patrones climáticos de la Tierra. Además,
no producen ninguna de las emisiones nocivas ni la contaminación
asociada a los combustibles “convencionales”. Aunque la energía
hidroeléctrica ha sido utilizada a escala industrial desde mediados del
siglo pasado, la explotación seria de otras fuentes renovables tiene una
historia más reciente.
9.3.1 energía solar (fotovoltaica)
La radiación solar disponible alrededor del mundo es más que
suficiente para satisfacer una demanda mucho mayor de sistemas
energéticos solares. La luz solar que alcanza la superficie de la Tierra
es suficiente para proporcionar 2.850 veces la energía que utilizamos
actualmente. En un promedio global, cada metro cuadrado de tierra
está expuesto a la luz solar suficiente para producir 1.700 kWh de
energía cada año. Sin embargo, la irradiación promedio en Europa es
de aproximadamente 1.000 kWh por metro cuadrado, en comparación
con los 1.800 kWh en el Medio Oriente.
La tecnología fotovoltaica (PV, según sus siglas en inglés) implica la
generación de energía a partir de luz. La esencia de este proceso es el uso
de un material semiconductor que puede ser adaptado para liberar
electrones, las partículas con carga negativa que conforman la base de la
electricidad. El material semiconductor más comúnmente utilizado en
celdas fotovoltaicas es el silicio, un elemento que normalmente se
encuentra en la arena. Todas las celdas PV tienen al menos dos capas de
dichos semiconductores, una con carga positiva y la otra con carga
negativa. Cuando la luz incide sobre el semiconductor, el campo eléctrico a
lo largo de la unión entre estas dos capas hace que la electricidad fluya.
Cuanto mayor sea la intensidad de la luz, mayor es el flujo de electricidad.
Un sistema fotovoltaico, por lo tanto, no necesita luz solar intensa para
funcionar, y puede generar electricidad incluso en días nublados. El
sistema solar PV es diferente al de un sistema colector solar térmico (ver
más abajo) donde los rayos del sol son utilizados para generar calor,
normalmente para el agua caliente en una vivienda, piscina, etc.
Las partes más importantes de un sistema PV son las celdas que forman
los bloques de construcción básicos, los módulos que agrupan un gran
número de celdas en una unidad y, en algunos casos, los inversores
utilizados para convertir la electricidad generada en una forma adecuada
para el uso diario. Cuando una instalación PV es descrita con una
capacidad de 3 kWp (pico) se refiere a la salida del sistema bajo
condiciones de prueba estándar, permitiendo la comparación entre módulos
diferentes. En Europa Central un sistema de electricidad solar con
capacidad nominal de 3 kWp, con una superficie aproximada de 27 metros
cuadrados, produciría suficiente energía para satisfacer la demanda de
electricidad de una vivienda con un uso racional de la energía.
Existen varios tipos de tecnologías PV y tipos de sistemas instalados.
tecnologías
• tecnología de silicio cristalino Las celdas de silicio cristalino están
hechas a partir de rodajas finas cortadas de un solo cristal de silicio
(monocristalino) o de un bloque de cristales de silicio (policristalino
o multicristalino). Esta es la tecnología más común que representa
alrededor del 80% del mercado actual. Además, esta tecnología
también existe en forma de cintas.
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• tecnología de película fina Los módulos de película fina se
construyen depositando capas extremadamente finas de materiales
fotosensibles sobre un sustrato, por ejemplo, vidrio, acero inoxidable o
plástico flexible. Este último abre una gama de aplicaciones,
especialmente para ser integrado en la construcción (tejas) y para
propósitos de consumidores finales. Actualmente se encuentran
disponibles comercialmente cuatro tipos de módulos de película fina:
celdas de Silicio Amorfo, de Teluro de Cadmio, de
Diseleniuro/Disulfuro de Cobre e Indio/Galio y celdas multiunión.
• otras tecnologías de celda emergentes (en fase de desarrollo o
comercial temprana). Incluyen la Fotovoltaica Concentrada, que
consiste en celdas integradas en colectores de concentración que
utilizan un lente para enfocar la luz solar concentrada sobre las
celdas y las Celdas Solares Orgánicas, en las cuales el material
activo consiste, al menos parcialmente, en un tinte orgánico,
moléculas orgánicas pequeñas y volátiles o polímeros.
sistemas
• conectado a la red Es el tipo de sistema solar PV más popular para
hogares y negocios en el mundo desarrollado. La conexión a la red
eléctrica local permite que cualquier exceso de energía producido sea
vendido a la compañía distribuidora. La electricidad luego es importada
de la red fuera de las horas diurnas. Se utiliza un inversor para convertir
la corriente continua producida por el sistema en corriente alterna para
el funcionamiento de equipamiento eléctrico normal.
• de apoyo a la red Un sistema puede estar conectado a la red
eléctrica local así como a una batería de reserva. Cualquier exceso
de electricidad solar producido una vez que la batería ha sido
cargada es vendido a la red. Este sistema es ideal para zonas con un
suministro energético poco confiable.
• fuera de la red Completamente independiente de la red, este sistema
está conectado a una batería a través de un controlador de carga,
que almacena la electricidad generada y se comporta como la fuente
de alimentación principal. Un inversor puede ser utilizado para
proporcionar corriente alterna, permitiendo el uso de aparatos
eléctricos normales. Las aplicaciones típicas de este sistema son las
estaciones repetidoras de telefonía móvil o la electrificación rural. La
electrificación rural significa pequeños sistemas de energía solar
domésticos que cubren las necesidades básicas de electricidad o una
mini red de paneles, que son sistemas de energía solar más grandes y
brindan electricidad a varias viviendas.
figura 9.1: tecnología fotovoltaica
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1. LUZ (FOTONES)
2. REJILLA DE CONTACTO FRONTAL
3. REVESTIMIENTO ANTI REFLEJO
4. SEMICONDUCTOR TIPO N
5. DISPOSICION INTERNA
6. SEMICONDUCTOR TIPO
7. CONTACTO POSTERIOR