La energía solar es una forma de energía generada por el calor y la luz solar, que se puede utilizar a través de diversas tecnologías. Las tecnologías solares convierten la luz solar en energía eléctrica a través de paneles o espejos fotovoltaicos (PV) que concentran la radiación solar, es decir, térmicamente.
Esta energía generada puede utilizarse para generar electricidad o también almacenarse en baterías o almacenamiento térmico.
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Por ser considerada una de las fuentes de energía limpia y renovable, la energía solar se ha vuelto cada vez más atractiva debido a su suministro inagotable y su carácter no contaminante, en marcado contraste con los combustibles fósiles finitos, el carbón, el petróleo y el gas natural.
La cantidad de luz solar que llega a la tierra supera con creces las necesidades energéticas actuales y proyectadas de la población mundial. Solo una hora y media de luz solar que llega a la superficie de la tierra es suficiente para manejar el consumo mundial de energía durante todo un año.
El proceso de explotación para la producción de electricidad a partir de la energía solar se puede realizar mediante dos sistemas: heliotérmico o fotovoltaico.
El sistema heliotérmico primero convierte la energía solar en energía térmica y luego en energía eléctrica. ya el sistema fotovoltaico convierte la energía solar directamente en energía eléctrica.
La producción de energía solar fotovoltaica es práctico, además de muy económico y seguro para la obtención de energía limpia.
La energía solar se puede utilizar en su hogar después de instalar un kit generador de energía solar fotovoltaica. Esto brinda más comodidad para usted, que no tiene que preocuparse tanto por la factura de la luz.
Otro sector en el que la instalación de energía solar es muy beneficiosa es para industrias y comercios. Se ven muy beneficiados ya que demandan un alto consumo energético.
También está el aprovechamiento de la energía solar por parte de las propiedades rurales, trayendo una gran ventaja principalmente para riego, bombeo de agua, refrigeración, secado de granos, entre otros fines.
O proceso de fabricacion de paneles solares comienza con la limpieza del vidrio (1). Esta limpieza la realiza una máquina especial a través de un proceso de ósmosis inversa para garantizar que no se formen “burbujas” en el panel solar después de la laminación y listo.
Posteriormente, el diálogo entre los Celdas fotovoltaicas (2), que es una de las etapas más críticas del proceso. Es en este paso que las celdas se interconectan mediante hilos conductores de cobre o aluminio, donde cada tensión tiene un número determinado de series y celdas, las cuales se unen por medio de una soldadora especial.
Luego viene el montaje de la matriz de celdas (3), también conocido como “layup”. Esta fase consiste en el proceso de recoger la serie de células fotovoltaicas interconectadas y colocarlas sobre el vidrio y el EVA.
Después de este trabajo, se realiza la interconexión manual (4). De esta manera, el instrumentos de cuerda de celdas están soldadas creando una conexión eléctrica entre ellas.
Después de eso, es hora de colocar el EVA y hoja posterior (5), que consiste prácticamente en colocar una segunda lámina de EVA sobre la matriz de células y la hoja posterior sobre Eva.
A continuación, comienza el proceso de laminado del panel solar (6). Es durante este proceso que el EVA se derrite/fusiona y forma una unión perfecta entre las capas y así protege las células de la intemperie.
Tan pronto como el panel solar sale del laminador, queda algo de material en los lados del panel. Luego, con una herramienta especial, se corta la rebaba (7).
Poco después se instala la caja de conexiones (8), la cual se fija con silicona como sellador.
Finalmente se fijan los marcos de aluminio (9) para dar resistencia y garantizar la protección del vidrio para el panel y el panel estará listo para la última etapa de la línea de producción que son las pruebas e inspección (10). Si todo va bien durante la fase de prueba e inspección, los paneles solares serán separados y empaquetados (11).
Tipos de paneles solares
Los principales tipos de paneles solares son paneles monocristalinos, policristalinos y de película delgada.
La principal diferencia entre los paneles mono y poli es que los paneles de silicio monocristalino se fabrican con células solares de silicio monocristalino, mientras que los paneles de silicio policristalino se fabrican fusionando varios cristales de silicio.
La tecnología monocristalina se reconoce fácilmente a corta distancia, ya que tienen un color uniforme característico del silicio de alta pureza. Debido a que están hechos con un solo cristal de silicio, los paneles monocristalinos son más eficientes, pero son más caros que los paneles policristalinos.
Sus principales diferencias son el atractivo estético, el costo y la eficiencia. En los paneles policristalinos, los cristales de silicio se fusionan en un bloque que preserva la formación de múltiples cristales (de ahí el nombre policristalino).
Los paneles solares de película delgada, o TFPV, se componen de varias capas delgadas de material fotovoltaico sobre un sustrato. También se pueden categorizar según el material fotovoltaico que se deposita sobre el sustrato, a saber: silicio amorfo (a-Si), telururo de cadmio (CdTe), seleniuro de cobre, indio y galio (CIS/CIGS) y células solares fotovoltaicas orgánicas ( VOP).
Dependiendo de la tecnología del panel solar de película delgada, su eficiencia se considera promedio, lo que representa un promedio de entre 7 y 13 % de eficiencia. Este tipo de panel representa aproximadamente el 20% del mercado mundial de fabricación de paneles solares fotovoltaicos, la mayoría de los cuales son de silicio cristalino.
Parques solares fotovoltaicos: comprenda qué es un parque solar, cómo funciona y conozca todos los parques solares de Brasil
Um parque solar, también conocida como planta solar o complejo solar, es una gran planta que utiliza miles de paneles fotovoltaicos u otras tecnologías para producir una gran cantidad de energía eléctrica, y posteriormente distribuir esta energía en alta tensión a diversos consumidores.
Se debe observar la ubicación de instalación del parque solar, ya que tiene un impacto directo en la forma de conexión.
Por lo general, los parques solares se fijan al suelo a través de estructuras específicas, pero también se pueden construir sobre “trackers”, que son estructuras que permiten a las células seguir el movimiento del sol.
O obras del parque solar de forma similar al sistema de energía solar fotovoltaica residencial, absorbiendo la energía del sol y transformándola en energía eléctrica.
¿Cuántos parques solares hay en Brasil?
El primer parque solar de Brasil fue la planta de Tauá, construida en 2011 en el municipio de Tauá, en el interior de Ceará. Fue el primer parque solar del país en generar suficiente electricidad a escala comercial para abastecer, en ese momento, a aproximadamente 650 viviendas populares, lo que correspondía a una capacidad de generación eléctrica inicial de 1000kWp (1MWp).
Según datos de la Agencia Nacional de Energía Eléctrica (Aneel), Brasil tiene actualmente en operación 4.403 plantas fotovoltaicas con una potencia total concedida de aproximadamente 3,84 GW.
A estas se suman 81 plantas en construcción, que suman más de 3,1 GW, y 686 proyectos aún no iniciados, que suman alrededor de 26,7 GW.
Las principales plantas de energía solar que ya están en operación en Brasil, según potencia operativa, son:
- Parque Solar São Gonçalo – 608 megavatios – São Gonçalo (PI);
- Complejo Solar Pirapora – 321 megavatios – Pirapora (MG);
- Parque Solar Nova Olinda – 292 megavatios – Ribeira do Piauí (PI);
- Complejo Solar Ituverava – 292 megavatios – Tabocas do Brejo Velho (BA);
- Complejo Solar Pereira Barreto – 252 megavatios – Pereira Barreto (SP);
- Parque Solar Lapa – 168 megavatios – Bom Jesus da Lapa (BA);
- Planta Solar Fotovoltaica Juazeiro – 156 megavatios – Juazeiro (BA);
- Planta solar Guaimbê – 150 megavatios – Guaimbê (SP);
- planta solar Apodi – 132 megavatios – Quinxeré (CE);
- Parque Solar Paracatu – 132 megavatios – Paracatu (MG);
- Planta solar de Tauá – 1 megavatio – Tauá (CE).
Descubra la lista completa de todos los parques solares en Brasil haciendo clic aquí.
Cómo se fabrica un panel solar fotovoltaico
El proceso de fabricación de paneles solares involucra las mejores tecnologías orientadas a la eficiencia y durabilidad del producto durante décadas. Un panel solar fotovoltaico consta de células solares (fotovoltaica), vidrio, EVA, lámina trasera y marco.
Vea cuáles son los principales materiales utilizados en la fabricación de paneles solares:
Celda fotovoltaica
La celda fotovoltaica es la parte más importante del panel solar, ya que es a través de ella que la reacción físico-química transforma la luz solar en energía eléctrica. Se produce a partir de una "rebanada" de cristal de silicio extremadamente puro. La celda fotovoltaica representa un poco más de la mitad del costo del panel solar.
Vidrio fotovoltaico (vidrio especial)
El vidrio fotovoltaico debe ser de buena calidad, ya que debe soportar las tormentas de granizo más fuertes. De esta forma, no es un vaso cualquiera.
Es un vidrio templado especial recubierto con una sustancia antirreflectante, especialmente desarrollado para proporcionar menos reflejos y dejar pasar la máxima cantidad de luz a través de él. Representa aproximadamente el 10% del coste de fabricación del panel solar.
Film encapsulante para panel solar – EVA
La película encapsulante, o etileno vinil acetato (que deriva del inglés Ethylene Vinil Acetat – EVA), es un material de sellado específico para paneles solares.
La función de la película encapsulante es brindar protección a las células fotovoltaicas contra el envejecimiento causado por los rayos UV, las temperaturas extremas y la humedad. En cuanto al costo de fabricación del panel solar, este componente representa aproximadamente el 8% del costo total.
Hoja trasera
El blacksheet es un material plástico robusto cuya función es proteger los componentes internos del panel solar, es decir, proteger las células fotovoltaicas. Representa aproximadamente el 8% del costo de fabricación y va en la parte posterior del panel solar.
Caja de conexiones
La caja de conexiones, o PV Juction Box, es una especie de recinto ubicado detrás del panel solar, sujeto con un adhesivo de silicona o cinta especial de doble cara. Su función es interconectar los paneles solares cuando se instala en el techo.
Dispone en su interior de diodos by-pass que garantizarán la seguridad y el correcto funcionamiento del panel solar. Su costo representa aproximadamente el 6% del valor total de fabricación del panel solar.
Marcos de paneles solares de aluminio anodizado
Al marco del panel solar, es decir, a toda la parte que rodea al panel se le añade un marco de aluminio anodizado. Está especialmente fabricado para añadir robustez al panel y proteger su integridad frente a situaciones adversas.
Su espesor no debe ser inferior a 4 cm y su coste representa aproximadamente el 4% del valor total de fabricación del panel solar.
Escenarios y perspectivas del mercado mundial de la energía solar
La energía renovable se ha expandido a un ritmo muy rápido en dos décadas, con grandes adiciones principalmente de energía solar y eólica, además de ser muy Eficiente.
El mercado mundial de la energía solar se valoró en 52,5 2018 millones de dólares en 223,3 y se prevé que alcance los 2026 20,5 millones de dólares en 2019, con un crecimiento compuesto anual del 2026 % entre XNUMX y XNUMX.
Según la Agencia Internacional de Energía, se espera que estas fuentes de energía se expandan en los próximos años a un ritmo mucho más rápido que antes.
China se encuentra en el centro de la oferta y la demanda de energías renovables a nivel mundial y representa alrededor del 40 % del crecimiento de la capacidad renovable mundial durante varios años.
En 2020, la participación de China aumentó al 50 % por primera vez debido a la prisa por completar los proyectos antes de que se eliminaran los subsidios gubernamentales.
China es el mayor fabricante de paneles solares y turbinas eólicas, así como el mayor proveedor de materias primas como silicio, vidrio, acero, cobre y materiales de tierras raras necesarios para construirlos.
Brasil viene evolucionando algunas posiciones en el ranking mundial de países que más invierten en energía fotovoltaica, así como en el ranking general de países, en cuanto a capacidad de generación de energía solar, donde alcanzó el puesto 16 en el ranking mundial de capacidad instalado
Además, la energía solar trae numerosos beneficios ambientales a Brasil, pues si gran parte de la población tiene acceso a la instalación de sistemas fotovoltaicos en viviendas y empresas, ya no será necesario inundar grandes extensiones de bosques para construir centrales hidroeléctricas.
La Agencia Nacional de Energía Eléctrica (Aneel) y la Asociación Brasileña de Energía Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) dieron a conocer un cuadro sobre la energía solar en Brasil con el ranking de los estados que utilizan esta fuente renovable de energía en todo el territorio brasileño.
El gráfico muestra que la mayoría de los sistemas fotovoltaicos están instalados en las regiones Sudeste, Sur y Nordeste de Brasil.
Impactos ambientales y beneficios de la energía solar para la preservación del medio ambiente
La electricidad producida por paneles solares es limpia, renovable, infinita, silenciosa y libre de emisiones. energía para fuentes renovables es un pilar clave de los esfuerzos globales para lograr la neutralidad de carbono.
Los paneles solares no emiten absolutamente nada de CO2, lo que contribuye significativamente a reducir la huella de carbono.
La energía solar es una fuente eficaz de energía no convencional y una solución sostenible conveniente que contribuye a combatir el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero y el calentamiento global.
El crecimiento de mercado de la energía solar se debe al aumento de la contaminación ambiental y la oferta de incentivos gubernamentales a nivel mundial, con reducciones de impuestos para la instalación de paneles solares.
La disminución del costo de la tecnología para fabricar paneles solares fue otro factor determinante para el calentamiento del mercado de la energía solar.
Además, este crecimiento también ha sido impulsado por la disminución de la huella hídrica, que ha alimentado la demanda del sector de generación eléctrica durante varios años.
A diferencia de las centrales hidroeléctricas, donde se emiten muchos subproductos a la atmósfera, amenazando el aire natural del que dependemos para respirar, la energía solar, a su vez, produce energía limpia, con cero impacto en el medio ambiente.
Finalmente, así como los sistemas fotovoltaicos instalados en viviendas, agronegocios, establecimientos comerciales e industrias, los parques solares también tienen una muy buena durabilidad, correspondiente a 25 años de vida útil de los paneles solares.
