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Historia de la energía fotovoltaica

El efecto fotovoltaico fue descubierto por el francés Alexandre Edmond Bequerel en 1838 cuando tenía sólo 19 años. Bequerel estaba experimentando con una pila electrolítica con electrodos de platino cuando comprobó que la corriente subía en uno de los electrodos cuando este se exponía al sol. El siguiente paso se dio en 1873 cuando el ingeniero eléctrico inglés Willoughby Smith descubre el efecto fotovoltaico en sólidos. En este caso sobre el Selenio. Pocos años más tarde, en 1877, el inglés William Grylls Adams profesor de Filosofía Natural en la King College de Londres, junto con su alumno Richard Evans Day, crearon la primera célula fotovoltaica de selenio.
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Inicios de la energía solar fotovoltaica

Si bien en todos estos descubrimientos la cantidad de electricidad que se obtenía era muy reducida y quedaba descartada cualquier aplicación práctica, se demostraba la posibilidad de transformar la luz solar en electricidad por medio de elementos sólidos sin partes móviles. La posibilidad de una aplicación práctica del fenómeno no llegó hasta 1953 cuando Gerald Pearson de Bell Laboratories, mientras experimentaba con las aplicaciones en la electrónica del silicio, fabricó casi accidentalmente una célula fotovoltaica basada en este material que resultaba mucho más eficiente que cualquiera hecha de selenio. A partir de este descubrimiento, otros dos científicos también de Bell, Daryl Chaplin y Calvin Fuller perfeccionaron este invento y produjeron células solares de silicio capaces de proporcionar suficiente energía eléctrica como para que pudiesen obtener aplicaciones prácticas de ellas. De esta manera empezaba la carrera de las placas fotovoltaicas como proveedoras de energía.

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Primeras aplicaciones de la energía solar fotovoltaica

Pese a los avances técnicos alcanzados en el aumento del rendimiento de las células, los costes eran excesivamente altos y limitaban enormemente su aplicación práctica. Mientras que en 1956 el coste del vatio de electricidad producido por centrales convencionales rondaba los 50 céntimos de dólar, el producido por paneles fotovoltaicos llegaba los 300 dólares, lo que descartaba el uso de esta tecnología como suministrador de grandes cantidades de electricidad.

La demanda de paneles solares sólo venia de la industria juguetera, que los empleaba para suministrar potencia a pequeños artefactos como maquetas de aviones y coches, o de la industria electrónica, para aplicarlos en pequeños aparatos eléctricos sencillos como radios para la playa. Esta situación limitaba mucho el desarrollo de esta tecnología ya que eran muy reducidos los ingresos que se generaban, haciéndose muy difícil destinar cantidades de dinero importantes a su desarrollo.

Por fortuna se encontró una aplicación ideal para el estado del desarrollo de los paneles solares fotovoltaicos en aquel momento; la alimentación del equipo de los satélites espaciales en la incipiente carrera espacial. El costo no fue un factor limitante, ya que los recursos dedicados en la carrera del espacio eran enormes. Primaba la capacidad de proveer energía eléctrica de manera fiable en áreas de muy difícil acceso. En eso la energía solar fotovoltaica resultaba muy competitiva.

Pese a la desconfianza y a las reticencias iniciales de algunos dirigentes de la NASA, la tecnología fotovoltaica acabó por ganarle el pulso a las otras dos tecnologías que se barajaron para alimentar los satélites; las baterías químicas y la energía nuclear. Las baterías, una vez agotadas, inutilizaban todo el equipo mientras que la energía nuclear ofrecía muchas complejidades y apenas fue utilizado en unos pocos proyectos. Los paneles solares, por el contrario, eran capaces de suministrar energía de manera fiable por muchos años sin grandes complicaciones.

Así, en 1955, se le asigna a la industria en EEUU el encargo de producción de paneles fotovoltaicos para aplicaciones espaciales. Esto significó sin duda un importantísimo impulso que permitió un crucial desarrollo tecnológico del sector. Como ejemplo, cabe citar que la empresa Hoffman Electrónic ofreció, en 1955, células de 14 mW con un rendimiento del 3% a un costo de 1500$/W. Dos años después, esta misma empresa desarrolla células solares ya con un rendimiento del 8%.


Fuente de la imagen: ©by-studio - Fotolia.com

El 17 de Marzo de 1958, finalmente, se lanza el Vanguard I, el primer satélite alimentado con paneles solares fotovoltaicos. El satélite llevaba 0,1W en una superficie aproximada de 100 cm2 para alimentar un transmisor de 5 mW. Si bien en este satélite los paneles solares eran solo la fuente de energía de respaldo, acabaron por convertirse en la fuente principal cuando las baterías, consideradas fuente de alimento principal, se agotaron en tan sólo 20 días. El equipo estuvo operativo con esa configuración por 5 años.

La fiabilidad que habían demostrado los paneles solares fotovoltaicos propició su empleo sistemático en gran número de misiones espaciales y supuso un enorme impulso para la industria fotovoltaica. Sin lugar a dudas la carrera espacial, tal como la conocemos, no hubiera sido posible sin la existencia de los paneles solares fotovoltaicos. De igual manera se puede afirmar que el actual desarrollo de los paneles solares fotovoltaicos y su importante proyección de futuro hubieran sido muy difíciles sin el impulso que le dio la carrera espacial. No sólo Estados Unidos utilizó esta tecnología, sino que la Unión Soviética también empleó sistemáticamente los paneles solares fotovoltaicos para alimentar sus satélites.

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El inicio de las placas solares para usos domésticos

Las celdas de silicio más modernas y similares a las actuales se desarrollan en 1954 en los laboratorios Bells. Estos avances tecnológicos permitieron que aparezcan en el mercado las primeras células solares comerciales con el 6% de eficiencia en 1957. Las cuales comenzaron a utilizarse en satélites espaciales tanto en la Unión soviética como en EE.UU.

La energía solar fotovoltaica para uso doméstico aparece en 1970 en una calculadora y algunos pequeños paneles para el techo. Recién en los años 80 se van conociendo más aplicaciones de la energía solar fotovoltaica y se comienzan a utilizar en los techos de granjas y áreas rurales. Con la mejora de la eficiencia energética de los paneles solares y la disminución del costo hacen que sean mas utilizados tanto en zonas rurales como urbanos y para actividades comerciales así como también en viviendas particulares. La energía solar fotovoltaica será uno de las principales fuentes renovables de este siglo, debido a que no contamina y ha mejorado su rendimiento, por lo que es comercialmente posible utilizarla para generar electricidad en cantidades industriales.

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La energía solar en la actualidad en España

  • Según diferentes fuentes oficiales, en España hay 5,6 millones de viviendas unifamiliares y 1,7 millones de pequeñas industrias y comercios.
  • El consumo medio anual de las viviendas es de 6-7.000 Kw/año y el de las industrias de 12-15.000 Kw /año.
  • La suma de ambos representa un consumo eléctrico anual del orden de 50.000 Gw/año.
  • El consumo total anual en España ha sido de 244.000 Gw/año.
  • Por lo con éste tipo de aplicaciones podríamos suministrar el 20% de la energía consumida total en España.


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Beneficios de la energía solar fotovoltaica

1- Recurso inagotable

La energía solar fotovoltaica es un recurso que no se agota y cuyo suministro no tiene fin. La media de horas de sol al año varían según el país o ciudad, pero siempre hay radiación solar por muy mínima que sea o el día esté oscuro. Es decir, que si tienes una instalación de energía solar cerca, sea cuales sean las condiciones climáticas, algo de electricidad estará produciendo.

2- No contamina

Este tipo de energía no emite gases contaminantes de CO2. Permite generar energía sin contaminar el aire y contribuye a frenar el cambio climático. Además, la propia fabricación de paneles solares, ya sea para energía fotovoltaica o térmica, no es contaminante. Siendo posible, gracias a tecnologías innovadoras, reciclar más del 90% de un panel solar, lo cual reduce, también, la generación de residuos.

3- Reduce el uso de combustibles fósiles

La utilización de energías renovables, como la solar, permite reducir el consumo final de combustibles fósiles. Un camino que ya ha empezado de la mano de Europa que tiene marcado como objetivo para el 2020 que el 20% de la energía provenga de energías renovables. Para el 2030 el objetivo, recientemente aumentado, es del 32%. En tu casa puedes comprobarlo si combinas la solar para producir agua caliente, sustituyendo gas o gasoil.

4- Genera riqueza y empleo

Según datos de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) el sector de energías renovables creó en el 2017 más de 500.000 nuevos empleos a nivel mundial. Un aumento de un 5,3% en relación al año anterior. Las energías renovables están convirtiéndose en un pilar importante dentro del crecimiento económico mundial. Siendo la solar fotovoltaica la tecnología que más empleos ha creado con un aumento del 9% respecto al 2016.

5- Contribuye al desarrollo sostenible

Este desarrollo de las energías renovables, conocido también como la „cuarta revolución industrial“, está permitiendo hacer de nuestro mundo un lugar más sostenible. Pero no sólo eso, sino que está llevando a una transformación tecnológica, donde la tendencia es disminuir la emisiones de gases para mejorar los umbrales de potencia y rentabilidad de manera saludable.

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Este artículo ha sido escrito por: Christian Abele, Redactor de www.HogarSense.es