Panel solar
Un panel solar (o módulo solar) es un dispositivo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente doméstica) mediante energía solar térmica y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad mediante energía solar fotovoltaica.
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Colector solar térmico [editar]
Un calentador solar de agua usa la energía del Sol para calentar un líquido, el cual transfiere el calor hacia un compartimento de almacenado de calor. En una casa, por ejemplo, el agua caliente sanitaria puede ser calentada y almacenada en un depósito de agua caliente.
Los paneles tienen una placa receptora y conductos por los que circula líquido adheridos a ésta. El receptor (generalmente recubierto con una capa selectiva utilizado o almacenado). El líquido calentado es bombeado hacia un aparato intercambiador de energía (una bobina dentro del compartimento de almacenado o un aparato externo) donde deja el calor y luego circula de vuelta hacia el panel para ser recalentado. Esto provee una manera simple y efectiva de transferir y transformar la energía solar.
Energía solar fotovoltaica [editar]
Descripción de un panel [editar]
Los paneles fotovoltaicos: están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, del griego "fotos", luz. Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la energía luminosa produce cargas positiva y negativa en dos semiconductores próximos de diferente tipo, produciendo así un campo eléctrico capaz de generar una corriente.
Silicio cristalino y arseniuro de galio son la elección típica de materiales para celdas solares. Los cristales de arseniuro de galio son creados especialmente para uso fotovoltaico, mientras que los cristales de silicio están disponibles en lingotes estándar más baratos producidos principalmente para el consumo de la industria microelectrónica. El silicio policristalino tiene una menor eficacia de conversión, pero también menor coste.
Cuando es expuesto a luz solar directa, una celda de silicio de 6 cm de diámetro puede producir una corriente de alrededor 0,5 amperios a 0,5 voltios (equivalente a un promedio de 90 W/m², en un rango de usualmente 50-150 W/m², dependiendo del brillo solar y la eficacia de la celda). El arseniuro de galio es más eficaz que el silicio, pero también más costoso.
Las células de silicio más comúnmente empleadas en los paneles fotovoltaicos se puede dividir en tres subcategorías:
- Las células de silicio monocristalino están constituidas por un único cristal de silicio. Este tipo de células presenta un color azul oscuro uniforme.
- Las células de silicio policristalino (también llamado multicristalino) están constituidas por un conjunto de cristales de silicio, lo que explica que su rendimiento sea algo inferior al de las células monocristalinas. Se caracterizan por un color azul más intenso.
- Las células de silicio amorfo. Son menos eficientes que las células de silicio cristalino pero también menos costosas. Este tipo de células es, por ejemplo, el que se emplea en aplicaciones solares como relojes o calculadoras.
Los lingotes cristalinos son cortados en discos finos como una oblea, pulidos para eliminar posibles daños causados por el corte. Se introducen dopantes (impurezas añadidas para modificar las propiedades conductoras) dentro de las obleas, y se depositan conductores metálicos en cada superficie: una fina rejilla en el lado donde da la luz solar y usualmente una hoja plana en el otro. Los paneles solares son construidos con estas celdas cortadas en forma apropiada. Para protegerlos de daños en la superficie frontal causados por radiación o por el mismo manejo de éstos se los enlaza en una cubierta de vidrio y se cimentan sobre un sustrato (el cual puede ser un panel rígido o una manta blanda). Se realizan conexiones eléctricas en serie-paralelo para determinar el voltaje de salida total. La cimentación y el sustrato deben ser conductores térmicos, ya que las celdas se calientan al absorber la energía infrarroja que no es convertida en electricidad. Debido a que el calentamiento de las celdas reduce la eficacia de operación es deseable minimizarlo. Los ensamblajes resultantes son llamados paneles solares o grupos solares.
Uso de la energía [editar]
Deben su aparición a la industria aeroespacial, y se han convertido en el medio más fiable de suministrar energía eléctrica a un satélite o a una sonda en las órbitas interiores del Sistema Solar, gracias a la mayor irradiación solar sin el impedimento de la atmósfera y a su alta relación potencia a peso.
En el ámbito terrestre, este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas de la red eléctrica y para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución. Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los últimos años.[1] [2]
Entre los años 2001 y 2012 se ha producido un crecimiento exponencial de la producción de energía fotovoltaica, doblándose aproximadamente cada dos años.[3] Si esta tendencia continúa, la energía fotovoltaica cubriría el 10% del consumo energético mundial en 2018, alcanzando una producción aproximada de 2.200 TWh,[4] y podría llegar a proporcionar el 100% de las necesidades energéticas actuales en torno al año 2027.[5]
Experimentalmente también han sido usados para dar energía a vehículos solares, por ejemplo en el World Solar Challenge a través de Australia o la Carrera Solar Atacama en América. Muchos barcos[6] [7] y vehículos terrestres los usan para cargar sus baterías de forma autónoma, lejos de la red eléctrica.
Programas de incentivos económicos, primero, y posteriormente sistemas de autoconsumo fotovoltaico y balance neto sin subsidios, han apoyado la instalación de la fotovoltaica en un gran número de países, contribuyendo a evitar la emisión de una mayor cantidad de gases de efecto invernadero.[8]
Productores de paneles [editar]
Los diez mayores productores de paneles fotovoltaicos (por envíos de MW) en 2011 fueron:[9]
- Suntech
- First Solar
- Sharp Solar
- Yingli
- Trina Solar
- Canadian Solar
- Hanwha Solarone
- SunPower
- Renewable Energy Corporation
- Solarworld
Instalaciones [editar]
Potencia mundial instalada [editar]
En el mundo hay instalados 96,5 GW de energía solar fotovoltaica, según un informe que acaba de dar a conocer la Agencia Internacional de la Energía[10] .
En la siguiente tabla se muestra el detalle de la potencia mundial instalada, desglosada por cada país, desde el año 2000 hasta finales de 2012:
| País | Total 2000 |
Total 2001 |
Total 2002 |
Total 2003 |
Total 2004 |
Total 2005 |
Total 2006 |
Total 2007 |
Total 2008 |
Total 2009 |
Total 2010 |
Total 2011[19] |
Total 2012 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Total mundial | 1.425 | 1.753 | 2.220 | 2.798 | 3.911 | 5.340 | 6.915 | 9.443 | 15.772 | 23.210 | 39.778 | 69.684 | 102.024[20] [21] |
| 154 | 248 | 389 | 590 | 1.297 | 2.299 | 3.285 | 5.257 | 10.554 | 16.357 | 29.328 | 51.360 | 68.110[22] | |
| 113,7 | 194,6 | 278 | 431 | 1.034 | 1.926 | 2.759 | 3.835,5 | 5.340 | 9.959 | 17.320 | 24.875 | 32.509[23] | |
| 19 | 20 | 22 | 26 | 30,7 | 37,5 | 50 | 120,2 | 458,3 | 1.157 | 3.502 | 12.764 | 16.987[21] | |
| 138,8 | 167,8 | 212,2 | 275,2 | 376 | 479 | 624 | 830,5 | 1.168,5 | 1.255,7 | 2.519 | 4.383 | 8.683[24] | |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 893 | 3.093 | 8.043[25] [21] | |
| 330,2 | 452,8 | 636,8 | 859,6 | 1.132 | 1.421,9 | 1.708,5 | 1.918,9 | 2.144 | 2.627 | 3.617 | 4.914 | 6.704[26] [21] | |
| 2 | 4 | 7 | 12 | 23 | 48 | 145 | 693 | 3.354 | 3.438 | 3.892 | 4.214 | 4.381[27] | |
| 11,3 | 13,9 | 17,2 | 21,1 | 26 | 33 | 43,9 | 75,2 | 179,7 | 335,2 | 1.025 | 2.831 | 3.923[28] | |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | 574 | 803 | 2.018 | 2.678[22] | |
| 29,2 | 33,6 | 39,1 | 45,6 | 52,3 | 60,6 | 70,3 | 82,5 | 104,5 | 183,6 | 504 | 1.298 | 2.291[29] [21] | |
| 1,9 | 2,7 | 4,1 | 5,9 | 8,2 | 10,9 | 14,3 | 18,1 | 22,5 | 29,6 | 72 | 1.014 | 2.114[22] | |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | 463,3 | 1.953 | 1.960 | 2.085[30] | |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 189 | 461 | 1.888[21] | |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | 55 | 206 | 631 | 1.234[31] | |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | 5,7 | 18 | 133 | 1.066[21] | |
| 4 | 4,8 | 5,4 | 6 | 8,5 | 13,5 | 35,8 | 81,2 | 357,5 | 441,9 | 662 | 754 | ||
| 7,2 | 8,8 | 10 | 11,8 | 13,9 | 16,7 | 20,5 | 25,8 | 32,7 | 94,6 | 200 | 563 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0,2 | 145 | 488 | ||
| 1,5 | 1,5 | 1,6 | 1,9 | 2,3 | 2,7 | 2,9 | 3,1 | 3,3 | 4,6 | 7,1 | 17 | 400[32] | |
| 15,3 | 17,6 | 19,5 | 21 | 23,1 | 27,1 | 29,7 | 36,2 | 47,9 | 73,6 | 111 | 216 | 356[33] | |
| - | - | - | - | 0,9 | 1 | 1,3 | 1,8 | 3 | 24,5 | 66 | 196 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 3 | 190 | ||
| 4,9 | 6,1 | 10,3 | 16,8 | 21,1 | 24 | 25,6 | 27,7 | 32,4 | 52,6 | 103 | 176 | ||
| 1,1 | 1,3 | 1,7 | 2,1 | 2,7 | 3 | 3,4 | 17,9 | 68 | 102,2 | 131 | 144 | ||
| 12,8 | 20,5 | 26,3 | 45,7 | 49,2 | 50,7 | 52,2 | 52,8 | 57,2 | 67,5 | 97 | 118 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 32 | 102 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | 9 | 36 | 90 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 40 | 41 | ||
| 13,9 | 15 | 16,2 | 17,1 | 18,2 | 18,7 | 19,7 | 20,8 | 21,8 | 25 | 30 | 40 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 27 | 32 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | 27 | 27 | 31 | ||
| 2,8 | 3 | 3,3 | 3,6 | 3,9 | 4,2 | 4,8 | 6,2 | 7,9 | 8,8 | 10 | 19 | ||
| - | - | - | - | - | - | 5,5 | 7 | 8,8 | 11,1 | 15 | 15 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 9,6 | 11 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | 3,3 | 6,2 | 10 | ||
| 6 | 6,2 | 6,4 | 6,6 | 6,9 | 7,3 | 7,7 | 8 | 8,3 | 8,7 | 9,2 | 9,2 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 1,2 | 6,2 | ||
| 0,4 | 0,6 | 0,9 | 1,3 | 1,8 | 2,3 | 2,8 | 3,3 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 6,0 |
Grandes plantas [editar]
En Europa y en el resto del mundo se han construido un gran número de centrales fotovoltaicas a gran escala.[34] En julio de 2012, las plantas fotovoltaicas más grandes del mundo eran, por este orden:[34]
| Proyecto | País |
Potencia |
|---|---|---|
| Agua Caliente Solar Project | 247 MW | |
| Charanka Solar Park | 214 MW | |
| Golmud Solar Park | 200 MW | |
| Perovo Solar Park | 100 MW | |
| Sarnia Photovoltaic Power Plant | 97 MW | |
| Brandenburg-Briest Solarpark | 91 MW | |
| Solarpark Finow Tower | 84.7 MW | |
| Montalto di Castro Photovoltaic Power Station | 84.2 MW | |
| Eggebek Solar Park | 83.6 MW | |
| Senftenberg Solarpark | 82 MW | |
| Finsterwalde Solar Park | 80.7 MW | |
| Okhotnykovo Solar Park | 80 MW | |
| Lopburi Solar Farm | 73.16 MW | |
| Rovigo Photovoltaic Power Plant | 72 MW | |
| Lieberose Photovoltaic Park | 71.8 MW |
Coste de paneles [editar]
El coste de los paneles fotovoltaicos se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales[35] y su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red.[36] [37]
Hasta 2005 el problema más importante con los paneles fotovoltaicos era el costo, que estaba bajando hasta 3 o 4 dólares por vatio. El precio del silicio usado para la mayor parte de los paneles tuvo una breve tendencia al alza en 2008, lo que hizo que los fabricantes comenzaran a utilizar otros materiales y paneles de silicio más delgados para bajar los costes de producción. Debido a economías de escala, los paneles solares se hacen menos costosos según se usen y fabriquen más. A medida que ha aumentado la producción, los precios han continuado bajando y todas las previsiones indican que lo seguirán haciendo en los próximos años.
El coste de las células solares de silicio cristalino ha descendido desde 76,67 $/Wp en 1977 hasta aproximadamente 0,74 $/Wp en 2013.[38] Esta tendencia sigue la llamada "ley de Swanson", una predicción similar a la conocida Ley de Moore, que establece que los precios de los módulos solares descienden un 20% cada vez que se duplica la capacidad de la industria fotovoltaica.[39]
Reciclaje de paneles [editar]
La mayor parte de los paneles fotovoltaicos puede ser tratada. Gracias a las innovaciones tecnológicas que se han desarrollado en los últimos años, se puede recuperar hasta el 95% de ciertos materiales semiconductores y el vidrio, así como grandes cantidades de metales ferrosos y no ferrosos utilizados en los módulos.[40] Algunas empresas privadas[41] y organizaciones sin fines de lucro, como por ejemplo PV CYCLE en la Unión Europea, están actualmente trabajando en las operaciones de recogida y reciclaje de paneles al final de su vida útil.
Dos de las soluciones de reciclaje más comunes son:
- Paneles de silicio: Los marcos de aluminio y las cajas de conexión son desmantelados manualmente al comienzo del proceso. El panel se tritura y las diferentes fracciones se separan - vidrio, plásticos y metales. Es posible recuperar más de 80% del peso entrante y, por ejemplo, el cristal mixto extraído es fácilmente aceptado por la industria de la espuma de vidrio el aislamiento. Este proceso puede ser realizado por los recicladores de vidrio plano ya que la morfología y composición de un panel fotovoltaico es similar al cristal plano utilizado en la industria de la construcción y del automóvil.
- Paneles de otros materiales: Hoy en día contamos con tecnologías específicas para el reciclaje de paneles fotovoltaicos que no contienen silicio, alguna técnicas utilizan baños químicos para separar los diferentes materiales semiconductores. Para los paneles de teluro de cadmio, el proceso de reciclaje empieza por aplastar el módulo y, posteriormente, separar las diferentes partes. Este proceso de reciclaje está diseñado para recuperar hasta un 90% del vidrio y 95% de los materiales semiconductores.[42] En los últimos años, algunas empresas privadas han puesto en marcha instalaciones de reciclaje a escala comercial.
Desde 2010 se celebra una conferencia anual en Europa que reúne a productores, recicladores e investigadores para debatir el futuro del reciclaje de módulos fotovoltaicos. En 2012 tuvo lugar en Madrid.[43] [44]
Véase también [editar]
Portal:Energía. Contenido relacionado con Energía.
Portal:Ecología. Contenido relacionado con Ecología.- Batería eléctrica
- Captador solar plano
- Célula fotoeléctrica
- Célula solar de película fina
- Central térmica solar
- Cubierta solar
- Efecto fotoeléctrico
- Energía solar
- Energías renovables en España
- Energías renovables en la Unión Europea
- Estación de carga
- Fotovoltaica integrada en edificios
- Huerta solar
- Instituto de Energía Solar en la Universidad Politécnica de Madrid
- Panel fotovoltaico
- Vehículo eléctrico
Referencias [editar]
- ↑ «German PV market» (en inglés). Solarbuzz.com. Consultado el 3 de junio de 2012.
- ↑ Bullis, Kevin (23 de junio de 2006). «Large-Scale, Cheap Solar Electricity» (en inglés). Technologyreview.com. Consultado el 3 de junio de 2012.
- ↑ Roper, L. David (24 de agosto de 2011). «World Photovoltaic Energy» (en inglés). Consultado el 23 de febrero de 2013.
- ↑ Kaminska, Izabella (18 de junio de 2012). «The exponential growth in solar consumption». The financial Times Ltd. Consultado el 17 de septiembre de 2012.
- ↑ Kurzweil, Ray (21 de febrero de 2011). «Climate change no problem, says futurist Ray Kurzweil». The Guardian. Consultado el 17 de septiembre de 2012.
- ↑ «Welcome to SOLAR SPLASH» (22 de diciembre de 2005).
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- ↑ Error en la cita: Etiqueta
<ref>inválida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadaspvmarketresearch1 - ↑ fotovoltaica
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- ↑ EurObserv’ER 202: Photovoltaic Barometer
- ↑ IEA PVPS Task 1 (2010) (PDF), Trend Report 2008, http://www.iea-pvps.org/index.php?id=92&eID=dam_frontend_push&docID=145, consultado el 7 de mayo de 2012
- ↑ IEA PVPS Task 1 (2010) (PDF), Trend Report 2009, http://www.iea-pvps.org/index.php?id=92&eID=dam_frontend_push&docID=432, consultado el 28 de marzo de 2011
- ↑ IEA PVPS Task 1 (2011) (PDF), Preliminary Trend Report 2010, http://www.iea-pvps.org/index.php?id=92&eID=dam_frontend_push&docID=823, consultado el 16 de septiembre de 2011
- ↑ Photovoltaic barometer
- ↑ International Energy Agency Photovoltaic Power System Programme
- ↑ (PDF) EPIA Market Report 2011, http://www.epia.org/index.php?eID=tx_nawsecuredl&u=0&file=fileadmin/EPIA_docs/publications/epia/EPIA-market-report-2011.pdf&t=1330144475&hash=667b71b736010b15deb51a5ce10ecd23, consultado el 23 de febrero de 2012
- ↑ Photovoltaic Industry to Enjoy Robust Installation Growth in 2013, but Revenue Dip Poses Challenges, http://www.isuppli.com/Photovoltaics/News/Pages/Photovoltaic-Industry-to-Enjoy-Robust-Installation-Growth-in-2013-but-Revenue-Dip-Poses-Challenges.aspx, consultado el 5 de febrero de 2013
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- ↑ More Solar PV to be Installed in U.S. in 2012 than was Cumulatively Installed in Entire Time Before!, http://www.dailykos.com/story/2012/08/23/1123249/-More-Solar-PV-to-be-Installed-in-U-S-in-2012-than-was-Cumulatively-Installed-in-Entire-Time-Before, consultado el 26 de enero de 2013
- ↑ China PV installations to experience surge in 4Q 2012, http://www.pv-tech.org/news/china_pv_installations_experienced_surge_in_2q_2012, consultado el 26 de enero de 2013
- ↑ Japón estima que habrá instalado 2.000 MW fotovoltaicos al finalizar 2012, http://www.energias-renovables.com/articulo/japon-habra-instalado-2000-MW-fotovoltaicos-al-cierre-de-2012-20121024, consultado el 26 de enero de 2013
- ↑ La potencia fotovoltaica instalada recientemente en España alcanzó los 33 megavatios en octubre (4.381 megavatios totales), http://www.photon.info/photon_news_detail_es.photon?id=72646, consultado el 26 de enero de 2013
- ↑ France’s installed capacity reaches just under 4,000MW in 2012, http://www.pv-tech.org/news/frances_installed_capacity_reaches_just_under_4000mw_in_2012, consultado el 26 de enero de 2013
- ↑ Australia reaches 2,000MW milestone for solar PV, http://reneweconomy.com.au/2012/australia-reaches-2000mw-milestone-for-solar-pv-39439, consultado el 2 de febrero de 2013
- ↑ Czech Republic reached 2,085 MW at the end of 2012, http://www.photon-international.com/newsletter/document/73585.pdf, consultado el 5 de febrero de 2013 Los sistemas fotovoltaicos instalados en la República Checa produjeron en 2012 un total de 2.173,1 GWh. Esto corresponde aproximadamente al 2% de la energía consumida por el país.
- ↑ Renewable energy sources and CHP - Monthly bulletin December 2012, http://www.lagie.gr/fileadmin/groups/EDRETH/RES/2012_12_EN_MONTHLY_RES.pdf, consultado el 30 de enero de 2013
- ↑ Denmark's PV capacity estimated to have reached 400 MW at the end of 2012
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- ↑ «3rd International Conference on PV Module Recycling». PV CYCLE. Consultado el octubre de 2012.
Enlaces externos [editar]
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Panel solarCommons.- Cómo funciona una célula solar
- PVGIS. Cálculo preciso de la radiación solar y del rendimiento de plantas fotovoltaicas
- Página web de UNEF (Unión Española Fotovoltaica), la principal asociación del sector fotovoltaico en España
- Unidades didácticas educativas para escolares sobre la energía fotovoltaica
- Foro de energía solar fotovoltaica
- IRENA - Global Atlas Database for Solar & Wind
- Infográfico explicando o funcionamento de Painéis Solares (en portugués)