borrador energÌa fotovoltaica

5/24/2018 borrador ENERGA FOTOVOLTAICA

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ENERGA FOTOVOLTAICA

NOMBRE ALUMNO: Javier Carrasco

ASIGNATURA: Combustibles y lubricantes

Profesor: Gustavo Weber

FECHA: 29 abril 2014


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Qu es la energa fotovoltaica?

La energa solar fotovoltaicaes una fuente deenergaque produceelectricidaddeorigenrenovable,1obtenida directamente a partir de laradiacin solarmediante un

dispositivosemiconductordenominadoclula fotovoltaica,o bien mediante una deposicin demetales sobre un sustrato denominadaclula solar de pelcula fina.2

Este tipo de energa se usa para alimentar innumerables aplicaciones y aparatos autnomos, para

abastecer refugios o viviendas aisladas de lared elctricay para producirelectricidada gran escala

a travs de redes de distribucin. Debido a la creciente demanda deenergas renovables,la

fabricacin de clulas solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los

ltimos aos.34Entre los aos 2001 y 2014 se ha producido un crecimiento exponencial de la

produccin de energa fotovoltaica, doblndose aproximadamente cada dos aos.5La potencia total

fotovoltaica instalada en el mundo (conectada a red) ascenda a 7,6 GW en 2007, 16 GW en 2008,

23 GW en 2009, 40 GW en 2010, 70 GW en 2011 y 100 GW en 2012 .678A finales de 2013, se

haban instalado en todo el mundo cerca de 140GWde potencia fotovoltaica.9

Gracias a ello la energa solar fotovoltaica se ha convertido en la tercera fuente de energa

renovable ms importante en trminos de capacidad instalada a nivel global, despus de

lasenergas hidroelctricayelica,y supone ya una fraccin significativa del mix elctrico en

laUnin Europea,cubriendo de media el 3% de la demanda de electricidad y alcanzando el 6% en

los perodos de mayor produccin.10En algunos pases, comoAlemania,1112Italia131415nota

1oEspaa,16alcanza mximos superiores al 10%, al igual que en algunos estados soleados

deEstados Unidos,comoCalifornia.17La produccin anual de energa elctrica generada por la

fotovoltaica a nivel mundial equivala en 2014 a cerca de 160teravatios-hora(TWh), suficiente para

abastecer las necesidades energticas de ms de 30 millones de hogares, cubriendo un 0,85% de

la demanda mundial de electricidad.1819

Gracias a los avances tecnolgicos, la sofisticacin y laeconoma de escala,el coste de la energa

solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras clulas

solares comerciales,20aumentando a su vez la eficiencia, y logrando que su coste medio de

generacin elctrica sea ya competitivo con las fuentes de energa convencionales en un creciente

nmero de regiones geogrficas, alcanzando laparidad de red.212223Programas de incentivos

econmicos, primero, y posteriormente sistemas deautoconsumo fotovoltaicoybalancenetosinsubsidios,han apoyado la instalacin de la fotovoltaica en un gran nmero de pases,

contribuyendo a evitar la emisin de una mayor cantidad degases de efecto invernadero.24Latasa

de retorno energticode esta tecnologa, por su parte, es cada vez mayor. Con la tecnologa actual,

los paneles fotovoltaicos recuperan la energa necesaria para su fabricacin en un perodo

comprendido entre 6 meses y 1,4 aos; teniendo en cuenta que su vida til media es superior a 30

aos, producen electricidad limpia durante ms del 95% de su ciclo de vida.25
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Historia

El trmino "fotovoltaico" se comenz a usar enReino Unidoen el ao 1849

la primera clula solar no se fabric hasta 1883. Su creador fueCharles Fritts,quien recubri unamuestra deseleniosemiconductorcon pan deoropara formar la unin. Este primitivo dispositivo

presentaba una eficiencia menor del 1%, pero demostr de forma prctica que, efectivamente,producir electricidad con luz era posible

ElfsicofrancsAlexandre-Edmond Becquerelfue el descubridor delefectofotovoltaicoen1839,fundamental para el desarrollo de lasclulas fotoelctricas.

Principio de funcionamiento

La conversin fotovoltaica se basa en el efecto fotoelctrico, es decir, en la conversin de la energalumnica proveniente del sol en energa elctrica.Consiste en la captacin de la energa radiante procedente del sol, equivalente a 3,8 E20 MW.Es emitida por su superficie a la temperatura de 13 millones de grados (producida por las fusiones detomos de Hidrgeno para formar Helio).Se transmite por el espacio en forma de fotones de luz. Estos fotones atraviesan la atmsfera terrestreperdiendo parte de su energa por los impactos con la misma. Esta prdida de energa ser funcin de ladistancia que recorre (latitud y altitud del sol) y del tipo de atmsfera que atraviesen (clara o nublada)hasta alcanzar la superficie de la Tierra.

Cuando fotones de un determinado rango de energa chocan con tomos de ciertos materialessemiconductores (el Silicio es el ms representativo) les ceden su energa produciendo undesplazamiento de electrones que es en definitiva una corriente elctrica.Estos fotones se caracterizan por su energa y su longitud de onda (que forman lo que se llama espectrosolar). Solo una parte de este espectro (que depende del material semiconductor) es aprovechada parael desplazamiento de los electrones.Los materiales semiconductores, para su utilizacin en celdas fotovoltaicas, han de ser producidos enpurezas muy altas, normalmente con estructura cristalina.
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Estos cristales se cortan en rebanadas muy finas (del orden de micras) y se dopan unas con elementosqumicos para producir huecos atmicos, lado p, (en el caso del Si con Boro) y otras con otroselementos para producir electrones mviles, lado n,(con Fsforo tambin en el caso del Si).La unin de una rebanada n con una rebanada p (ambas son transparentes y por tanto dejan pasarlos fotones) cada una con un conductor elctrico metlico, forman as una clula fotoelctrica, la cualbajo la incidencia de fotones, crea una corriente de electrones corriente elctrica continua- a travs del

circuito elctrico al que estn conectados los dos conductores de la celda.

CELDAS O CLULAS FOTOVOLTAICASSon dispositivos formados por metales sensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotonesinciden sobre ellos. Convierten energa luminosa en energa elctrica.Estn formados por clulas elaboradas a base de silicio puro con adicin de impurezas de ciertoselementos qumicos, siendo capaces de generar cada una de 2 a 4 Amperios, a un voltaje de 0,46 a0,48 V, utilizando como materia prima la radiacin solar.

Las celdas solares comerciales se fabrican con lingotes de silicio de alta pureza (material muy abundanteen la arena). El lingote es rebanado en forma de placas delgadas llamadas obleas. El espesor tpicousado es del orden de 300 nm (0.3 mm). Una fraccin muy pequea de tal espesor (del orden de 0.5nm) es impregnado con tomos de fsforo. A esta capa se le conoce como tipo-n.El resto de la oblea es impregnado con tomos de boro y se forma la capa conocida como tipo-p. Estas

capas forman un campo elctrico (voltaje interno construdo) dentro de la oblea y cerca de la superficieque recibe la luz del sol. Dicho voltaje es el responsable de separar a las cargas fotogeneradas positivas(huecos) y negativas (electrones).La celda cuenta con dos terminales que se conectan a un circuito externo para extraer la corrienteelctrica producida. La cara de la oblea expuesta a la luz, posee un enrejado metlico muy fino (platay/o aluminio), el cual colecta los electrones fotogenerados. Esta capa corresponde a la terminalnegativa. Sobre este enrejado est conectado uno de los conductores del circuito exterior. La otra caracuenta con una capa metlica, usualmente de aluminio. Esta corresponde a la terminal positiva ya queen ella se acumulan las cargas positivas. Sobre esta capa est conectado el otro conductor del circuito
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Solar_cell.p


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exterior. Tambin la celda esta cubierta con una pelcula delgada anti reflejante para disminuir lasprdidas por reflexin.

Figura. Generacin elctrica en una celda fotovoltaica

PANEL SOLAR

Estn formados por varias celdas fotovoltaicas

Las clulas se montan en serie sobre paneles o mdulos solares para conseguir un voltaje adecuado alas aplicaciones elctricas; los paneles captan la energa solar transformndola directamente en elctricaen forma de corriente continua, que se almacena en acumuladores, para que pueda ser utilizada fuera

de las horas de luz.Los mdulos fotovoltaicos admiten tanto radiacin directa como difusa, pudiendo generar energaelctrica incluso en das nublados.En general las clulas tienen potencias nominales prximas a 1Wp, lo que quiere decir que con unaradiacin de 1000W/m2 proporcionan valores de tensin de unos 0,5 V y una corriente de unos dosamperios.Para obtener potencias utilizables para aparatos de mediana potencia, hay que unir un cierto nmero declulas con la finalidad de obtener la tensin y la corriente requeridas.Para tener ms tensin hay que conectar varias clulas en serie. Conectando 36 (dimensiones normales,
http://solar.nmsu.edu/wp_guide/energia.hthttp://solar.nmsu.edu/wp_guide/energia.hthttp://solar.nmsu.edu/wp_guide/energia.ht


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7.6 cm de dimetro) se obtienen 18 V, tensin suficiente para hacer funcionar equipos a 12V, incluso coniluminaciones mucho menores de 1kW/m2.La unidad bsica de las instalaciones fotovoltaicas es, pues, la placa fotovoltaica, que contiene entre 20y 40 clulas solares; estas placas se conectan entre s en serie y/o paralelo para obtener el voltajedeseado (12V, 14V, etc.).Estas clulas interconectadas y montadas entre dos lminas de vidrio que las protegen de la intemperie

constituyen lo que se denomina un mdulo fotovoltaico.

Estacin fotovoltaica elementos

GENERADOR SOLAR:conjunto de paneles fotovoltaicos que captan energa luminosa y la transformanen corriente contina a baja tensin.ACUMULADOR: Almacena la energa producida por el generador. Una vez almacenada existen dosopciones:

Sacar una lnea de ste para la instalacin (utilizar lmpara y elementos deconsumo elctrico).

Transformar a travs de un inversor la corriente continua en corriente alterna.REGULADOR DE CARGA: Su funcin es evitar sobrecargas o descargas excesivas al acumulador,

puesto que los daos podran ser irreversibles. Debe asegurar que el sistema trabaje siempre en elpunto de mxima eficacia.INVERSOR (opcional): Se encarga de transformar la corriente continua producida por el campofotovoltaico en corriente alterna, la cual alimentar directamente a los usuarios.Un sistema fotovoltaico no tiene porque constar siempre de estos elementos, pudiendo prescindir de uno

o ms de stos, teniendo en cuenta el tipo y tamao de las cargas a alimentar, adems de la naturalezade los recursos energticos en el lugar de instalacin

El efecto fotoelctrico consiste en la emisin de electrones (corriente elctrica) que seproduce cuando la luz incide sobre ciertas superficies.

En el caso de la energa solar fotovoltaica estas superficies son clulas formadas poruna a o varias lminas de materiales semiconductores, en la mayora de los casossilicio, y recubiertas por un vidrio transparente que deja pasar la radiacin solar yminimiza las prdidas.

Las clulas se agrupan en mdulos para su integracin en sistemas fotovoltaicos. Losmdulos tienen una vida estimada de 30 aos y su rendimiento despus de 25 aosest por encima del 80% y an as, se contina investigando para incrementar sueficiencia.


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Cundo ms intensa sea la luz solar, mayor ser el flujo de electricidad. No siendonecesario un flujo de luz directa, la electricidad se produce incluso en das nublados alamanecer y al anochecer.

Los mdulos fotovoltaicosgeneran corriente continua y se convierten a corriente

alterna a por medio de un dispositivo elctrico llamado inversor.

Posteriormente la energa elctrica producida pasa por un centro detransformacinse adapta la electricidad a las condiciones de intensidad y tensin delas lneas de de transporte para su consumo.

Aplicaciones


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Espacial

Al principio, las clulas fotovoltaicas se emplearon de forma minoritaria para alimentar

elctricamentejuguetesy en otros usos menores, dado que el coste de produccin de electricidad

mediante estas clulas primitivas era demasiado elevado: en trminos relativos, una clula que

produjera unvatiode energa mediante luz solar poda costar 250dlares,en comparacin con los

2 o 3 dlares que costaba un vatio procedente de unacentral termoelctricade carbn.

Las clulas fotovoltaicas fueron rescatadas del olvido gracias a lacarrera espacialy a la sugerencia

de utilizarlas en uno de los primeros satlites puestos en rbita alrededor de la Tierra.LaUnin

Soviticalanz su primersatlite espacialen el ao1957,y Estados Unidos le seguira un ao

despus. La primera nave espacial que us paneles solares fue el satlite norteamericanoVanguard

1,lanzado en marzo de1958(hoy en da el satlite ms antiguo an en rbita). En el diseo de ste

se usaron clulas solares creadas por Peter Iles en un esfuerzo encabezado por la compaa

Hoffman Electronics.37El sistema fotovoltaico le permiti seguir transmitiendo durante siete aos

mientras que lasbateras qumicasse agotaron en slo 20 das.38

En 1959, Estados Unidos lanz elExplorer 6.Este satlite llevaba instalada una serie de mdulos

solares, soportados en unas estructuras externas similares a unas alas, formados por 9600 clulas

solares de la empresa Hoffman.36Este tipo de dispositivos se convirti posteriormente en una

caracterstica comn de muchos satlites. Haba cierto escepticismo inicial sobre el funcionamiento

del sistema, pero en la prctica las clulas solares demostraron ser un gran xito, y pronto se

incorporaron al diseo de nuevos satlites.

Pocos aos despus, en1962,elTelstarse convirti en el primersatlite de

comunicacionesequipado con clulas solares, capaces de proporcionar unapotenciade

14W.39Este hito gener un gran inters en la produccin y lanzamiento de

satlitesgeoestacionariospara el desarrollo de las comunicaciones, en los que la energa

provendra de un dispositivo de captacin de la luz solar. Fue un desarrollo crucial que estimul la

investigacin por parte de algunos gobiernos y que impuls la mejora de lospaneles

fotovoltaicos.40Gradualmente, la industria espacial se decant por el uso de clulas solares

dearseniuro de galio(GaAs), debido a su mayor eficiencia frente a las clulas de silicio. En 1970 la

primera clula solar con heteroestructura de arseniuro de galio y altamente eficiente se desarroll

en la Unin Sovitica porZhors Alfirovy su equipo de investigacin.4142

A partir de 1971, lasestaciones espacialessoviticas delprograma Salyutfueron los primeros

complejos orbitales tripulados en obtener su energa a partir declulas solares,acopladas en

estructuras a los laterales del mdulo orbital,43al igual que la estacin norteamericanaSkylab,

pocos aos despus.44

En la dcada de 1970, tras la primeracrisis del petrleo,elDepartamento de Energa de los

Estados Unidosy la agencia espacialNASAiniciaron el estudio del concepto de energa solar en el
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espacio, que ambicionaba el abastecimiento energtico terrestre mediante satlites espaciales. En

1979 propusieron una flota de satlites en rbita geoestacionaria, cada uno de los cuales medira 5

x 10 km y producira entre 5 y 10 GW. La construccin implicaba la creacin de una gran factora

espacial donde trabajaran continuamente cientos de astronautas. Este gigantismo era tpico de una

poca en la que se proyectaba la creacin de grandes ciudades espaciales. Dejando aparte lasdificultades tcnicas, la propuesta fue desechada en 1981 por implicar un coste disparatado .45A

mediados de la dcada de 1980, con el petrleo de nuevo en precios bajos, el programa fue

cancelado.46

No obstante, las aplicaciones fotovoltaicas en los satlites espaciales continuaron su desarrollo. La

produccin de equipos dedeposicin qumica de metales por vapores orgnicoso MOCVD (Metal

Organic Chemical Vapor Deposition)47no se desarroll hasta la dcada de 1980, limitando la

capacidad de las compaas en la manufactura de clulas solares de arseniuro de galio. La primera

compaa que manufactur paneles solares en cantidades industriales, a partir de uniones simples

de GaAs, con una eficiencia del 17% en AM0 (Air Mass Zero), fue la norteamericanaApplied Solar

Energy Corporation(ASEC). Lasclulas de doble unincomenzaron su produccin en cantidades

industriales por ASEC en 1989, de manera accidental, como consecuencia de un cambio del GaAs

sobre los sustratos de GaAs, a GaAs sobre sustratos degermanio.

La tecnologa fotovoltaica, si bien no es la nica que se utiliza, sigue predominando a principios

delsiglo XXIen los satlites de rbita terrestre.48Por ejemplo, las sondasMagallanes,Mars Global

SurveyoryMars Observer,de laNASA,usaron paneles fotovoltaicos,495051as como elTelescopio

espacial Hubble,52en rbita alrededor de laTierra.LaEstacin Espacial Internacional,tambin en

rbita terrestre, est dotada de grandes sistemas fotovoltaicos que alimentan todo el complejo

espacial,5354al igual que en su da laestacin espacial Mir.55Otros vehculos espaciales que

utilizan la energa fotovoltaica para abastecerse son la sondaMars Reconnaissance

Orbiter,56SpirityOpportunity,los robots de laNASAenMarte.5758

Ilustracin de la sondaMars Reconnaissance Orbiter,equipada conpaneles solares,en

larbitadeMarte.
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Imagen artstica de lasonda espacial Juno,equipada conmdulos fotovoltaicos,orbitando el

planetaJpiter.

Representacin artstica de la sondaMESSENGERen rbita deMercurio.
http://es.wikipedia.org/wiki/Juno_(misi%C3%B3n_espacial)http://es.wikipedia.org/wiki/Juno_(misi%C3%B3n_espacial)http://es.wikipedia.org/wiki/Juno_(misi%C3%B3n_espacial)http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaicohttp://es.wikipedia.org/wiki/J%C3%BApiter_(planeta)http://es.wikipedia.org/wiki/J%C3%BApiter_(planeta)http://es.wikipedia.org/wiki/J%C3%BApiter_(planeta)http://es.wikipedia.org/wiki/MESSENGERhttp://es.wikipedia.org/wiki/MESSENGERhttp://es.wikipedia.org/wiki/MESSENGERhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(planeta)http://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(planeta)http://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(planeta)http://commons.wikimedia.org/wiki/File:1990_s31_IMAX_view_of_HST_release.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:MESSENGER.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Juno_Mission_to_Jupiter_(2010_Artist's_Concept).jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:1990_s31_IMAX_view_of_HST_release.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:MESSENGER.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Juno_Mission_to_Jupiter_(2010_Artist's_Concept).jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:1990_s31_IMAX_view_of_HST_release.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:MESSENGER.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Juno_Mission_to_Jupiter_(2010_Artist's_Concept).jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(planeta)http://es.wikipedia.org/wiki/MESSENGERhttp://es.wikipedia.org/wiki/J%C3%BApiter_(planeta)http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Juno_(misi%C3%B3n_espacial)


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Eltelescopio espacial Hubble,equipado con paneles solares, es puesto en rbita desde la bodega

deltransbordadorDiscoveryen 1990.

La naveRosetta,lanzada en 2004 en rbita hacia uncometatan lejano delSolcomo el

planetaJpiter(5,25AU), dispone tambin de paneles solares;59anteriormente, el uso ms lejano

de la energa solar espacial haba sido el de la sondaStardust,60a 2AU.La energa fotovoltaica se

ha empleado tambin con xito en la misin europea no tripulada a laLuna,SMART-1,

proporcionando energa a su propulsor deefecto Hall.61La sonda espacialJunoser la primera

misin a Jpiter en usar paneles fotovoltaicos en lugar de ungenerador termoelctrico de

radioistopos,tradicionalmente usados en las misiones espaciales al exterior delSistema

Solar.62Actualmente se est estudiando el potencial de la fotovoltaica para equipar las naves

espaciales que orbiten ms all de Jpiter.63

Terrestre

Primeras aplicaciones terrestres[editar]

Las aplicaciones aisladas de la red elctrica supusieron uno de los primeros usos terrestres de la energa solar

fotovoltaica, contribuyendo en gran medida a su desarrollo. En la imagen,farode Noup Head enReino Unido.

Desde su aparicin en laindustria aeroespacial,donde se ha convertido en el medio ms fiable para

suministrar energa elctrica en losvehculos espaciales,64la energa solar fotovoltaica ha

desarrollado un gran nmero de aplicaciones terrestres. La primera instalacin comercial de este

tipo se realiz en 1966, en el faro de la isla Ogami (Japn), permitiendo sustituir el uso degasde

antorcha por una fuente elctrica renovable y autosuficiente. Se trat del primer faro del mundo

alimentado mediante energa solar fotovoltaica, y fue crucial para demostrar la viabilidad y elpotencial de esta fuente de energa.65

Las mejoras se produjeron de forma lenta durante las siguientes dos dcadas, y el nico uso

generalizado se produjo en las aplicaciones espaciales, en las que su relacin potencia a pesoera

mayor que la de cualquier otra tecnologa competidora. Sin embargo, este xito tambin fue la

razn de su lento crecimiento: el mercado aeroespacial estaba dispuesto a pagar cualquier precio

para obtener las mejores clulas posibles, por lo que no haba ninguna razn para invertir en
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soluciones de menor costo si esto reduca la eficiencia. En su lugar, el precio de las clulas era

determinado en gran medida por la industria de los semiconductores; su migracin hacia la

tecnologa decircuitos integradosen la dcada de 1960 dio lugar a la disponibilidad de lingotes ms

grandes a precios relativamente inferiores. Al caer su precio, el precio de las clulas fotovoltaicas

resultantes descendi en igual medida. Sin embargo, la reduccin de costes asociada a estacreciente popularizacin de la energa fotovoltaica fue limitada, y en 1970 el coste de las clulas

solares todava se estimaba en 100 dlares por vatio ($/Wp).66

Reduccin de precios[editar]

Uno de los pioneros del desarrollo de la tecnologa fotovoltaica para uso terrestre, Elliot Berman, prueba diferentes

mdulos fotovoltaicos manufacturados por su compaa,Solar Power Corporation, a comienzos de los aos 1970.

A finales de la dcada de 1960, el qumico industrial estadounidense Elliot Berman estaba

investigando un nuevo mtodo para la produccin de la materia prima de silicio a partir de un

proceso en cinta. Sin embargo, encontr escaso inters en su proyecto y no pudo obtener la

financiacin necesaria para su desarrollo. Ms tarde, en un encuentro casual, fue presentado a un

equipo de lacompaa petroleraExxonque estaban buscando proyectos estratgicos a 30 aos

vista. El grupo haba llegado a la conclusin de que laenerga elctricasera mucho ms costosa

en el ao 2000, y consideraba que este aumento de precio hara ms atractivas a las

nuevasfuentes de energa alternativas,siendo la energa solar la ms interesante entre estas. En

1969, Berman se uni al laboratorio de Exxon en Linden,Nueva Jersey,denominado Solar Power

Corporation(SPC).66

Su esfuerzo fue dirigido en primer lugar a analizar el mercado potencial para identificar los posibles

usos que existan para este nuevo producto, y rpidamente descubri que si el coste por vatio se

redujera desde los 100 $/Wpa cerca de 20 $/Wp surgira una importante demanda. Consciente de

que el concepto del silicio en cinta podra tardar aos en desarrollarse, el equipo comenz a

buscar maneras de reducir el precio a 20 $/Wp usando materiales existentes. La constatacin de

que las clulas existentes se basaban en el proceso estndar de fabricacin de semiconductores

supuso un primer avance, incluso aunque no se tratara de un material ideal. El proceso comenzaba

con la formacin de un lingote de silicio, que se cortaba transversalmente en discos llamados

obleas. Posteriormente se realizaba el pulido de las obleas y, a continuacin, para su uso como
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clulas, se dotaba de un recubrimiento con una capa anti reflectante. Berman se dio cuenta de que

las obleas de corte basto ya tenan de por s una superficie frontal anti reflectante perfectamente

vlida, y mediante la impresin de loselectrodosdirectamente sobre esta superficie, se eliminaron

dos pasos importantes en el proceso de fabricacin de clulas.66

Su equipo tambin explor otras formas de mejorar el montaje de las clulas en matrices,

eliminando los costosos materiales y el cableado manual utilizado hasta entonces en aplicaciones

espaciales. Su solucin consisti en utilizarcircuitos impresosen la parte

posterior,plsticoacrlicoen la parte frontal, y pegamento desiliconaentre ambos, embutiendo las

clulas. Berman se dio cuenta de que el silicio ya existente en el mercado ya era suficientemente

bueno" para su uso en clulas solares. Las pequeas imperfecciones que podan arruinar un lingote

de silicio (o una oblea individual) para su uso enelectrnica,tendran poco efecto en aplicaciones

solares. Las clulas fotovoltaicas podan fabricarse a partir del material desechado por el mercado

de la electrnica, lo que traera como consecuencia una gran mejora de su precio.66

Poniendo en prctica todos estos cambios, la empresa comenz a comprar a muy bajo coste silicio

rechazado a fabricantes ya existentes. Mediante el uso de las obleas ms grandes disponibles, lo

que reduca la cantidad de cableado para un rea de panel dado, y empaquetndolas en paneles

con sus nuevos mtodos, en 1973 SPC estaba produciendo paneles a 10 $/Wp y vendindolos a

20 $/Wp, disminuyendo el precio de los mdulos fotovoltaicos a una quinta parte en slo dos aos.66

En las dcadas transcurridas desde los avances de Berman, las mejoras han reducido los costes de

produccin por debajo de 1 $/Wp, con precios menores de 2 $/Wp para todo el sistema fotovoltaico.

El precio del resto de elementos de una instalacin fotovoltaica supone ahora un mayor coste que

los propios paneles.68

A medida que la industria de los semiconductores se desarroll hacia lingotes cada vez ms

grandes, los equipos ms antiguos quedaron disponibles a precios reducidos. Las clulas crecieron

en tamao cuando estos equipos antiguos se hicieron disponibles en el mercado excedentario. Los

primeros paneles de ARCO Solar se equipaban con clulas de 2 a 4 pulgadas(51 a 100mm)de

dimetro. Los paneles en la dcada de 1990 y principios de 2000 incorporaban generalmente

clulas de 5 pulgadas (125 mm), y desde el ao 2008 casi todos los nuevos paneles utilizan clulas

de 6 pulgadas (150 mm).69Tambin la introduccin generalizada de lostelevisoresdepantalla

planaa finales de la dcada de 1990 y principios de 2000 llev a una amplia disponibilidad de

grandes lminas devidriode alta calidad, que se utilizan en la parte frontal de los paneles.70

En trminos de las propias clulas, slo ha habido un cambio importante. Durante la dcada de

1990, las clulas de polisilicio se hicieron cada vez ms populares.69Estas clulas ofrecen

menoseficienciaque aquellas de monosilicio, pero se cultivan en grandes cubas que reducen en

gran medida el coste de produccin.69A mediados de la dcada de 2000, el polisilicio dominaba en

el mercado de paneles de bajo coste
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Especifico

Aplicaciones de la energa solar fotovoltaica[editar]

Repetidor de telecomunicacionesalimentado mediante paneles solares. En lugares de difcil acceso, la energa

fotovoltaica permite abastecer energa elctrica de forma prctica y competitiva.

Parqumetroabastecido mediante energa solar fotovoltaica, enEdimburgo,Reino Unido.
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Calculadora solar bsica Sharp.

La produccin industrial a gran escala de paneles fotovoltaicos despeg en la dcada de 1980, yentre sus mltiples usos se pueden destacar:

Telecomunicaciones y sealizacin[editar]

La energa solar fotovoltaica es ideal para aplicaciones de telecomunicaciones, entre las que se

encuentran por ejemplo las centrales locales detelefona,antenasderadioytelevisin,estaciones

repetidoras demicroondasy otros tipos de enlaces de comunicacin electrnicos. Esto es debido a

que, en la mayora de las aplicaciones de telecomunicaciones, se utilizan bateras de

almacenamiento y la instalacin elctrica se realiza normalmente encorriente continua(DC). En

terrenos accidentados y montaosos, las seales de radio y televisin pueden verse interferidas oreflejadas debido al terreno ondulado. En estos emplazamientos, se instalan transmisores de baja

potencia (LPT) para recibir y retransmitir la seal entre la poblacin local.71

Las clulas fotovoltaicas tambin se utilizan para alimentar sistemas de comunicaciones

deemergencia,por ejemplo en los postes deSOS(Telfonos de emergencia) en

carreteras,sealizacin ferroviaria,balizamientopara proteccinaeronutica,estaciones

meteorolgicas o sistemas de vigilancia de datos ambientales y decalidad del agua.66

Dispositivos aislados[editar]

La reduccin en el consumo energtico de los circuitos integrados, hizo posible a finales de la

dcada de 1970 el uso de clulas solares como fuente de electricidad encalculadoras,tales como

la Royal Solar 1, Sharp EL-8026o Teal Photon.72

Tambin otros dispositivos fijos que utilizan la energa fotovoltaica han visto aumentar su uso en las

ltimas dcadas, en lugares donde el coste de conexin a la red elctrica o el uso de pilas

desechables es prohibitivamente caro. Estas aplicaciones incluyen por ejemplo las lmparas

solares, bombas de agua,parqumetros,7374telfonos de emergencia, compactadores de
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basura,75seales de trfico temporales o permanentes, estaciones de carga7677o sistemas

remotos de vigilancia.

Electrificacin rural[editar]

En entornos aislados, donde se requiere poca potencia elctrica y el acceso a la red es difcil, las

placas fotovoltaicas se emplean como alternativaeconmicamente viabledesde hace dcadas.

Para comprender la importancia de esta posibilidad, conviene tener en cuenta que

aproximadamente una cuarta parte de la poblacin mundial todava no tiene acceso a la energa

elctrica.78

En los pases en desarrollo, muchospueblosse encuentran situados en reas remotas, a varios

kilmetros de la red elctrica ms prxima. Debido a ello, se est incorporando la energa

fotovoltaica de forma creciente para proporcionar suministro elctrico a viviendas o instalaciones

mdicas en reas rurales. Por ejemplo, en lugares remotos deIndiaun programa de iluminacin

rural ha provisto iluminacin mediantelmparas LEDalimentadas con energa solar para sustituir a

las lmparas de queroseno. El precio de las lmparas solares era aproximadamente el mismo que

el coste del suministro de queroseno durante unos pocos meses.79Cubay otros pases de

Latinoamrica estn trabajando para proporcionar energa fotovoltaica en zonas alejadas del

suministro de energa elctrica convencional.80Estas son reas en las que los beneficios sociales y

econmicos para la poblacin local ofrecen una excelente razn para instalar paneles fotovoltaicos,

aunque normalmente este tipo de iniciativas se han visto relegadas a puntuales esfuerzos

humanitarios.

Transporte y navegacin martima[editar]

Equipo del Nuna 3,vehculo solarcompetidor en elWorld Solar Challenge.

Aunque la fotovoltaica todava no se utiliza de forma generalizada para proporcionar traccin en el

transporte, se est utilizando cada vez en mayor medida para proporcionar energa auxiliar

enbarcosyautomviles.Algunos vehculos estn equipados conaire acondicionadoalimentado

mediante paneles fotovoltaicos para limitar la temperatura interior en los das calurosos,91mientras
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5/24/2018 borrador EN

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