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La Energía Solar

Es la energía obtenida de la radiación electromagnética que proviene del sol. Y esta definición nos dice que la luz que proviene del sol está compuesta por campos eléctricos y magnéticos oscilantes y es a través de estos campos que pueden viajar los fotones, que tienen la capacidad de transportar la energía de un lugar a otro.

En este apartado nos centraremos en la energía solar fotovoltaica que básicamente es la transformación directa de la radiación solar en energía eléctrica; esto se logra a partir de una célula fotovoltaica que al absorber los fotones, estos, transfieren su energía a los electrones de los átomos de la célula, para lograr producir una corriente eléctrica en continua.

Para conocer y entender más sobre la energía solar y en especial del desarrollo de esta tecnología, es bueno conocer de sus orígenes y de sus avances a través del tiempo, esto nos ayuda a entender el crecimiento que puede llegar a tener.

 

Breve Historia de la Energía Solar

En el año 1939 el físico francés Alexandre Edmond Becquerel se interesó en el estudio de la luz y descubrió el efecto fotovoltaico, logrando la transformación de un haz de luz en electricidad, al notar en sus experimentos la aparición de un voltaje entre los bornes de un material semiconductor expuesto a la luz. Es por esto que el efecto fotovoltaico a veces se denomina Efecto Becquerel.

En el año 1873 el ingeniero eléctrico ingles Willoughby Smith trabajaba en el desarrollo de un método que le permitiera ir probando un cable submarino mientras era instalado, y para estas pruebas utilizaba varillas de selenio y fue donde descubrió que la conductividad de las varillas aumentaba cuando se ponía exponía a la luz y es así que descubre el efecto fotovoltaico en sólidos.

En el año 1883 el inventor estadounidense Charles Edgar Fritts elabora la primera célula fotovoltaica utilizando cobre y selenio como material semiconductor recubierto por una delgada capa de oro. Las células tenían una eficiencia de 1% y al utilizar estos materiales las hacía muy costosas para implementarlas en el suministro de energía eléctrica.

En el año 1905 el físico Alemán Albert Einstein publica su artículo sobre el efecto fotovoltaico donde explica que la luz estaba hecha de pequeños paquetes de energía llamados fotones y que estos fotones podían producir una corriente eléctrica en materiales como el silicio. Su artículo marca un paso importante en el desarrollo de esta tecnología y es por esto que años después gana el premio nobel de física.

En el año 1954 los investigadores Gerald Pearson y Calvin Fuller de Laboratorios Bell fabrican la primera célula fotovoltaica de silicio que convirtió la luz solar en energía eléctrica obteniendo una eficiencia de 6% logrando superar a la ya conocida célula de selenio.

En el año 1955 la industria americana asume la tarea de comenzar la fabricación de dispositivos con energía solar para aplicaciones en la industria espacial. La empresa Hoffman Electronic comienza a ofrecer células fotovoltaicas con una eficiencia de 3%, una potencia 14 mW y alcanzando un precio de 1.500 US$/Wp.

En el año 1960 Hoffman Electronic ya había logrado mejorar la eficiencia de sus células alcanzando un 14% y redujo su precio, consiguiendo con esto poder comercializar células fotovoltaicas que cada vez eran más interesante para la industria, luego de ver el éxito del uso de células fotovoltaicas en el satélite Vanguard 1 que fue lanzado en el año de 1958.

En el año de 1973 se estima que la producción de células a nivel mundial alcanzaba los 10

 kWp y para la fecha estaba aumentando la aplicación de las células fuera del ámbito espacial, esto sumado a la crisis del petróleo, produjo que los países más industrializados comenzaran la búsqueda de nuevas alternativas energéticas lo que significaba el crecimiento de esta tecnología y su comercialización en otros ámbitos.

En el año de 1983 se estima que la producción de células a nivel mundial alcanzaba los 20 MWp creciendo de manera importante en los últimos diez años y alcanzando en ventas 250 millones de dólares, aunque para la época ya se había estabilizado la crisis petrolera y los precios del petróleo habían descendido significativamente; esto produjo que bajara el interés de la energía solar en los países más industrializados. No obstante, para la época muchos laboratorios se mantenían en la búsqueda de mejoras en esta tecnología y estaban alcanzando año tras año ir mejorando la eficiencia de las células.

En el año 1998 ya existían grandes instalaciones de energía solar fotovoltaica y se habían celebrado grandes conferencias, adicional a esto se había alcanzado 1000 MWp de instalaciones fotovoltaicas en el mundo. Comenzó a expandirse muy rápidamente en los países desarrollados, para comienzos del año 2000 los países como estados unidos, Alemania, España e Italia comenzaron a incentivar el uso de las energías renovables en el ámbito industrial, comercial y residencial.

En el año 2010 la producción de paneles fotovoltaicos es mayor a 15.000 MWp considerando la fabricación de grandes empresas en el mundo como Yingli Solar; es importante mencionar que para la fecha ya muchas de las empresas fabricantes habían pasado del ámbito de compañías petroleras y de la industria electrónica a ser fabricantes específicos.

En el año 2017 la capacidad de instalaciones fotovoltaicas crece a pasos agigantados pasando del año 2016 con 300.000 MWp a 400.000 MWp y se estima un crecimiento similar para los siguientes años, cada vez más los países apuestan por la energía solar fotovoltaica y desde sus inicios en el año 1939 es una tecnología que solo crece y crece.

El crecimiento de la energía solar fotovoltaica algunos la asocian a que son sistemas de energía modular, ya que el panel solar fotovoltaico que puede ser instalado en el hogar, es el mismo que puede ser instalado en grandes industrias y campos fotovoltaicos, esto lo hace apropiado para el crecimiento paulatino de esta energía en los países que recién están apostando a la energía renovable.

Además, no debemos dejar a un lado la protección del medio ambiente y el beneficio directo del consumidor, que puede realizar instalaciones en sus viviendas, en su comercio, en su industria o en su campo realizando instalaciones conectadas o no a la red, como también en aplicaciones individuales como para el bombeo de agua para riego, para el alumbrado público y para sistemas de telecontrol en la vía.

Por todo esto la tecnología fotovoltaica actual no deja de crecer y aunque aún está basada en la tecnología a base del silicio cristalino, se están estudiando otros materiales que pueden llegar a ocupar una parte importante del mercado en los próximos años. Aunque tiene el gran reto de superar los bajos costos de la tecnología de silicio y las mejoras en el aumento de la eficiencia de las células y módulos.

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