Un análisis de nuestro entorno indica la creciente necesidad de fuentes de energía alternativas y respetuosas con el medio ambiente, una de las tecnologías más novedosas y prometedoras en este campo es la energía fotovoltaica.
El término "foto" se refiere a la luz y el término "voltaico" a la sensación de carga o energía que entra desde la superficie exterior.
¡El sol nos trae nueva energía!
La energía fotovoltaica es uno de los procesos más prometedores en el campo de las energías alternativas, durante el proceso, la energía solar se convierte en energía eléctrica, que puede utilizarse en una amplia variedad de dispositivos y sistemas eléctricos. El proceso utiliza componentes fotovoltaicos que generan voltaje eléctrico a partir de la radiación solar.
Ventajas de la energía fotovoltaica
La energía fotovoltaica supone una gran ventaja para el medio ambiente y el consumidor final. Estas son algunas de sus ventajas:
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Energía renovable:
la energía fotovoltaica proviene del sol, una fuente infinita, sostenible y renovable. El sol brilla de forma casi ilimitada, por lo que esta energía puede aprovecharse y transformarse en energía útil, en cambio, las fuentes de energía excedentes, como el carbón, el petróleo y el gas natural, son no renovables y limitadas, por lo que nos vemos obligados a buscar nuevas fuentes más respetuosas con el medio ambiente.
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Menos contaminación: a diferencia de la producción de energía a partir de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo, la energía fotovoltaica no contamina el aire. La generación de electricidad a partir de energía solar no utiliza carbón ni combustibles densos, por lo que no genera contaminación. El sol también es una fuente libre de emisiones de gases de efecto invernadero.
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Económica: a mediano y largo plazo, la energía fotovoltaica podría ser más económica que las fuentes de energía de combustibles fósiles, si bien los precios del carbono y del petróleo podrían aumentar ligeramente, los precios de la energía solar podrían disminuir a medida que la tecnología avance y los paneles solares se vuelvan más asequibles.
Capacitación en Energía Fotovoltaica
Para iniciarse en el sector de la energía fotovoltaica, es necesario adquirir la capacitación adecuada y comprender las diversas tecnologías disponibles en el mercado, para esto existe la maestría en energía renovable (puede inscribirse para optar a una beca en esta formación incluye conocimientos sobre energía fotovoltaica, instalación y mantenimiento de sistemas solares, verificación y medición de sistemas solares, y más de otra fuentes de energía limpia.
La capacitación le permitirá implementar y programar sistemas solares avanzados en diversas áreas, como:
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Sistemas de suministro eléctrico: Existen sistemas que aprovechan la energía solar y generan electricidad para instituciones públicas y comerciales, e incluso la venden a la infraestructura eléctrica general.
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Sistemas solares: sistemas que generan electricidad para consumidores particulares, como caravanas, casas prefabricadas y lugares sin acceso a la infraestructura eléctrica general.
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Sistemas de agua caliente: sistemas que se utilizan para calentar agua corriente mediante el sol.
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Sistemas de iluminación: sistemas que incluyen paneles solares diseñados para iluminar el entorno mediante energía fotovoltaica.
Ejemplos de casos de éxito
La energía fotovoltaica es una tecnología que ya ha demostrado su eficacia en diversos campos. A continuación, se presentan algunos casos de éxito en este campo:
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Suministro público: grandes instituciones públicas, como escuelas, hospitales y aeropuertos, utilizan energía fotovoltaica para satisfacer sus necesidades eléctricas. Los sistemas solares se integran en la infraestructura eléctrica local y suministran electricidad de forma eficiente y fiable.
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Energía fotovoltaica para viviendas particulares: las viviendas particulares pueden implementar energía fotovoltaica para lograr la autosuficiencia solar. Los sistemas solares en tejados pueden generar electricidad durante el día y cubrir todas las necesidades eléctricas del hogar, además, el excedente de electricidad generado durante el día puede almacenarse y utilizarse por la noche.
Principios de la tecnología de la energía fotovoltaica
La energía fotovoltaica (FV) es el proceso de convertir directamente la luz en electricidad mediante materiales especiales llamados fotovoltaicos, cuando la radiación solar incide en una célula fotovoltaica, transfiere energía a los electrones del material, lo que provoca su movimiento y la creación de una corriente eléctrica, es un proceso limpio y respetuoso con el medio ambiente que no emite dióxido de carbono ni otros contaminantes.
Materiales fotovoltaicos
Existen varios tipos de materiales fotovoltaicos utilizados para fabricar células solares:
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Silicio cristalino: el material más común en la actualidad
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Compuestos de silicio de película fina: más económicos de producir, pero menos eficientes
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Células fotovoltaicas de colorante orgánico y perovskita
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Células fotoelectroquímicas
Se realizan investigaciones continuas para desarrollar materiales nuevos y más eficientes para convertir la energía solar.
Cómo funciona una célula fotovoltaica
Cuando los rayos de luz inciden en una célula fotovoltaica, transfieren energía a los electrones del material fotovoltaico, esta energía hace que los electrones se muevan y generen una corriente eléctrica, cuanto más intensa es la luz solar, más electrones se excitan y más electricidad se produce.
Estructura de una célula fotovoltaica
Una célula fotovoltaica básica consta de dos capas de material semiconductor, la capa superior está revestida con un material conductor transparente, como el óxido de indio y estaño (ITO), para permitir el paso de la luz, cuando la radiación electromagnética incide en la superficie, libera electrones de la capa superior a la inferior, creando una diferencia de potencial eléctrico entre las capas y una corriente eléctrica.
Tecnologías de energía fotovoltaica
Existen varias tecnologías principales para el aprovechamiento de la energía fotovoltaica:
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Células fotovoltaicas: son la unidad más básica para generar electricidad a partir de la energía solar. Varias células se pueden conectar para formar un panel solar. Las células fotovoltaicas suministran electricidad directamente a diversos sistemas, como computadoras, teléfonos, electrodomésticos y más.
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Paneles solares: Un panel solar consta de varias células fotovoltaicas conectadas entre sí y recubiertas de vidrio reflectante, los paneles se suelen instalar en los tejados de casas y edificios y suministran electricidad a la red eléctrica.
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Energía Fotovoltaica Concentrada (CPV): las instalaciones fotovoltaicas concentradas utilizan lentes o espejos para enfocar la luz solar sobre los paneles fotovoltaicos, la concentración aumenta la cantidad de energía solar que llega a los paneles, lo que permite la generación de electricidad a mayor escala.
Aplicaciones
La energía fotovoltaica tiene múltiples aplicaciones, desde pequeños electrodomésticos hasta grandes plantas solares:
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Conexión a la red eléctrica: los sistemas solares en tejados suministran electricidad a hogares y negocios.
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Alumbrado público solar.
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Relojes y calculadoras.
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Carga de teléfonos móviles.
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Bombas solares de agua en zonas remotas
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Satélites de comunicación y espaciales
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Vehículos eléctricos
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Plantas fotovoltaicas centrales
El uso de la energía fotovoltaica está en constante aumento en todo el mundo, tanto para consumo doméstico como a gran escala industrial.
Ventajas y desventajas
La energía fotovoltaica tiene muchas ventajas, pero también varias desventajas:
Ventajas de la energía fotovoltaica
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Fuente de energía renovable e inagotable
- No emite dióxido de carbono ni contaminantes
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Bajos costos de operación y mantenimiento
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Fácil integración en edificios existentes
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Tecnología probada y confiable
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Larga vida útil de la inversión
Desventajas de la energía fotovoltaica
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Costo de construcción relativamente alto
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Depende de la radiación solar y las horas de luz
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Requiere un espacio libre relativamente amplio
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Problemas estéticos de los paneles
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Dificultades para almacenar energía para su uso durante las horas de oscuridad
Sin embargo, se espera que la investigación intensiva y los avances tecnológicos en este campo superen algunas de estas desventajas en el futuro.
Conclusiones finales sobre la energía fotovoltaica
La energía fotovoltaica es una tecnología eficiente y respetuosa con el medio ambiente que puede suministrar energía a diversos sistemas e infraestructuras, además de sus beneficios ambientales, también es económica y contribuye a la adaptación y a la generación de ingresos de decenas de miles de dólares en el mercado laboral.
Con la maestría en Energía Renovable es posible formar parte de este campo en expansión y prometedor. Si desea formarse en una maestría o máster en energía renovables puede inscribirse para optar a una beca.
