Cuando hablamos de energía solar fotovoltaica, por lo general nos enfrentamos al hecho que por no conocer bien el tema nos da miedo acercarnos porque no sabemos de electricidad, los paneles solares son muy costosos o simplemente no tenemos inconvenientes con la energía eléctrica convencional.

Ahora bien, la energía solar fotovoltaica es en efecto un tipo de tecnología que se ha vuelto bastante atractivo en los últimos años por diferentes motivos (desarrollo de energías alternativas, ahorro energético, energía gratis, etc.) pero el tema, si no se cuenta bien puede ser muy difícil de digerir.   La Guía Solar ha sido pensada para acercarlo a esta tecnología de una manera tan sencilla que en poco tiempo estará en capacidad de realizar sus propios experimentos, y podrá convertir la energía solar en una poderosa herramienta para su vida diaria.

Comencemos explicando brevemente en qué consiste la energía solar:

El sol es una fuente inagotable de energía.  Produce principalmente calor y luz que disfrutamos a diario, sin embargo estos elementos al ser capturados y procesados adecuadamente pueden ser utilizados para una gran cantidad de actividades.

Este calor y luz producidos por el sol es lo que entendemos como radiación.  Resulta que hace más de 70 años descubrieron una serie de materiales que combinados de manera adecuada eran capaces de convertir esta radiación en energía eléctrica, creando así las Celdas Solares que son pequeñas unidades de estos materiales que reciben y convierten la radiación en energía eléctrica.  Cuando agrupamos un número de celdas es cuando obtenemos un panel solar, que dependiendo de las características de los materiales puede ser un panel solar fotovoltaico o un panel solar termovoltaico.

¿Cuál es la diferencia entre un panel solar termovoltaico y un panel solar fotovoltaico?

Básicamente existen dos tipos de paneles solares.  Un panel solar captura la radiación del sol y la convierte en calor, mientras que un panel solar fotovoltaico convierte la radiación en energía eléctrica.  Los paneles solares se entienden como un grupo de celdas que capturan la luz y el calor del sol (o ambas) para almacenarlos y utilizarlos en distintas tareas (calentar agua, deshidratar alimentos, secar rápidamente objetos húmedos, etc.), sin embargo son los paneles solares fotovoltaicos los que por las características de sus celdas solares pueden convertir la radiación solar en energía eléctrica.  Esos paneles son los que vemos cada vez con más frecuencia en los techos de algunas casas, en los postes de luz exterior y en algunas bombas de gasolina.

¿O sea que los paneles solares fotovoltaicos son generadores de energía?

Es correcto.  De hecho los paneles solares son solo una forma de generar energía eléctrica ya que existen varias opciones, algunos ejemplos:

– La Energía Eólica utiliza el viento como fuente de energía.  Básicamente el viento mueve unas hélices de gran tamaño que es recibido por una segunda pieza, que al girar genera un campo magnético que luego se convierte en energía eléctrica.

– La Energía Mareomotriz por su parte utiliza también un sistema de hélices pero en este caso utilizan las corrientes marítimas para generar el movimiento de las mismas y convertirlas posteriormente en energía eléctrica.

– La Energía Termosolar por su parte se parece a la fotovoltaica en sentido que también utiliza paneles, pero realmente son espejos que concentran la luz del sol en un punto específico, en el cual se almacena un fluido que al calentarse genera vapor y mueve una turbina.  El movimiento de la turbina se convierte en energía eléctrica.

Existen muchos más, unos más populares que otros de acuerdo a las condiciones geográficas del lugar donde se implementan.  Un dato interesante acerca de la energía solar fotovoltaica es que al compararse con los ejemplos aquí mencionados, noten que no requiere de una segunda pieza (generador o turbina) ya que no depende del movimiento para la conversión a energía eléctrica.  Esto hace de la energía solar fotovoltaica una solución bastante práctica ya que no requiere de mecanismos adicionales y en estructura, es bastante simple.

Ya que entendemos cómo y por qué podemos utilizar la luz solar para generar energía eléctrica, es mucho más fácil calcular eventualmente qué tantos componentes necesitaríamos para adquirir o diseñar nuestra propia solución de energía eléctrica por medio de la energía solar fotovoltaica.  Pero para eso tenemos que conocer un poco más acerca del funcionamiento de una planta solar y sus componentes.

¿Qué es una planta solar?

Mencionábamos que el sol es una fuente de energía, así como el petróleo.  Supongamos que el sol en este caso es como el petróleo crudo y la energía eléctrica viene a ser la gasolina; existe un proceso en el cual el petróleo crudo es tratado y transformado en gasolina, plástico y demás derivados, para lo cual se requiere una serie de máquinas e instalaciones que definitivamente no se podrían instalar en el garaje de la casa.

Una planta solar en cambio, es un sistema tan sencillo y práctico que nos permite generar energía eléctrica en lugares donde no es posible o es muy costoso llevar una red eléctrica convencional.

Una planta eléctrica consta de los siguientes componentes:

 

 

1. Paneles solares: Como explicábamos anteriormente los paneles son un conjunto de celdas solares, encargadas de capturar la radiación del sol y convertirla en energía eléctrica.
2. Controlador:  No siempre vamos a contar con días soleados, o por el contrario tendremos días de sol excesivo que podrían sobrecargar nuestra planta de energía solar fotovoltaica.  Un controlador es un pequeño aparato que como su nombre lo indica, controla la cantidad de energía eléctrica que viene de los paneles a la planta, evitando que se sobrecargue por exceso de radiación solar.
3. Inversor: Este es uno de los temas más inquietantes y complejos de entender cuando hablamos de energía eléctrica en general, asi que vamos a explicarlo de la manera más práctica posible.  Resulta que la energía eléctrica que proviene de los paneles solares es de un tipo (directa) pero la mayoría de electrodomésticos y aparatos eléctricos que utilizamos funciona con otro tipo de corriente (alterna).  Un inversor es simplemente un aparato que convierte a energía eléctrica de los paneles solares en un tipo de energía que podamos utilizar.
4. Baterías:  Las baterías como en cualquier otro sistema, se encargan de almacenar energía eléctrica cuando la fuente (el sol) no esté disponible.  Es posible implementar un sistema de energía solar fotovoltaica sin baterías en esos casos donde no se utiliza el aparato que alimenta la planta durante la noche (una moto bomba, sistemas de riego, etc.), sin embargo las baterías son bastante útiles para utilizar la energía de la planta solar en la noche.

Existen algunos accesorios complementarios que mejoran el desempeño de la planta solar como es el caso de los seguidores solares, que son una serie de motores y un pequeño controlador que se encargan de girar los paneles solares de acuerdo a la posición del sol, lo cual es una excelente solución en lugares o temporadas de alta nubosidad. 

Ahora que entendemos los componentes de una planta solar fotovoltaica viene la parte interesante que hará que agendemos nuestro proyecto solar fotovoltaico en la lista de cosas para hacer o en el carrito de compras.

 

Costos de una planta solar fotovotaica

La energía solar fotovoltaica se percibe como un proyecto costoso ya que los paneles solares en particular eran muy caros para la energía que eran capaces de producir.  En la última década, a raíz de esta creciente revolución de las energías verdes ha habido una fuerte inversión en investigación y desarrollo para reducir los costos de los materiales y fabricar paneles más eficientes y más baratos.  Como resultado, los paneles solares hoy en día cuestan un 80% menos de lo que costaban hace algunos años y en efecto, ahora es posible adquirir un kit de energía solar fotovoltaica por un precio muchísimo más bajo de lo que esperamos.

Ahora, el tamaño y potencia de una planta solar depende de:

1. El área geográfica donde se pretende instalar.  No todas las regiones del mundo tienen un nivel óptimo de radiación solar debido a la posición del planeta, etc. lo que hace que en algunos países se requieran más paneles o paneles más sensibles para cumplir con el desempeño esperado.  La buena noticia es que Colombia cuenta en general con un muy buen nivel de radiación, con lo cual una planta solar fotovoltaica tiende a costar casi la mitad de lo que costaría el mismo proyecto en Estados Unidos o Europa.
2. El área a cubrir.  Las casas tienen diferentes tamaños y sus dueños diferentes necesidades, con lo cual la planta solar se diseña con base en una relación de área y necesidades energéticas.  Es normal que dentro de los argumentos para no optar por un sistema fotovoltaico esté el hecho de que cuesta mucho cubrir un área grande, sin embargo al comparar el costo promedio de la factura de energía sale más caro en el mediano plazo ya que periodicamente nos cobran un valor por mantenimiento de la infreaestructura, cosa que en un sistema fotovoltaico desaparece.
3. Los equipos y electrodomésticos a suplir.  Este es un punto ineresante ya que si bien el costo de una planta solar fotovoltaica puede salir económico, reemplazar algunos electrodomésticos por unos más modernos y eficientes en el consumo de energía puede salir muy costoso.  Para resumir, en los últimos 5 años la tecnología ha logrado producir electrodomésticos que consumen muchísimo menos que los que compramos hace 10 años.  Esto quiere decir que nuestra pequeña planta solar probablemente pueda suplir energía para nuestra vieja nevera, pero si cambiamos la nevera por una más nueva nuestra planta podrá alimentar la nevera y el televisor.  Un ejemplo práctico es el de los bombillos corrientes:
   • Los bombillos convencionales consumen alrededor de 60w.
   • Una planta solar pequeña puede mantener un bombillo de este tipo encendido por una hora.
   • La tecnología LED ofrece la misma potencia lumínica de estos bombillos pero solo consumen 3w.
   • La misma planta solar puede mantener hasta 4 bombillos LED encendidos por más de 3 horas.
4. Las baterías solares.  Dado que los panales solares capturan y envían energía eléctrica a la planta de manera constante mientras haya luz solar, gran parte de la eficiencia de la planta solar depende de cuántas baterías solares tenemos en nuestro sistema para almacenar la energía.  La eficiencia en este caso depende de un buen balance entre la cantidad de paneles (entre más paneles podemos cargar nuestras baterías más rápido) y la cantidad de baterías (entre más baterías tendremos más capacidad de almacenamiento de energía pero tomaría más tiempo en cargar si tenemos pocos paneles).

En conclusión, la energía solar es una tecnología sencilla, flexible y eficiente en la medida en que podamos adaptarla a nuestras necesidades.  De hecho no es necesario contar con un sistema completo de energía solar fotovoltaica para hacer uso de sus beneficios ya que existe una gran cantidad de dispositivos que utilizan la energía solar para poder operar en exteriores y en general fuera de la red eléctrica de la ciudad.  Cuando entendemos la energía solar fotovoltaica como una herramienta aparecen una cantidad de proyectos y oportunidades que quizás no habíamos explorado antes (una oficina campestre, un camping de lujo, una cabaña escondida en el bosque) porque la energía solar fotovoltaica convierte la energía eléctrica en un recurso portable, eficiente e inagotable.

Si desea conocer más acerca de cuánto podría costarle una planta solar para su casa o lugar de trabajo recomendamos este simulador online donde podrá calcular estos costos en cuestión de minutos, así como contactarse con un equipo de expertos si desea información más detallada.

Conéctese al sol.  Sea parte del cambio 😉