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Actualizado: 19 jun. 2019

Paneles solares fotovoltaicos: aplicaciones y desarrollo

Los paneles solares fotovoltaicos son una de las instalaciones más populares en lo que a energía solar se refiere. Esto se debe a su sencillez y a su capacidad para proporcionar calefacción, climatización y agua caliente sanitaria. Para su funcionamiento se utiliza una célula fotovoltaica, que en función de su forma y color tendrá diferentes propiedades. El número de instalaciones en España asciende aproximadamente a 8.000 MW en la actualidad, una cifra que se verá incrementada en los años venideros. ¿Quieres saber más la respecto? Sigue leyendo.
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¿Qué es la energía fotovoltaica?: funcionamiento y aplicaciones

La energía fotovoltaica o paneles fotovoltaicos entran dentro de la clasificación de energía activa. Es uno de los tipos de paneles solares que vemos con mayor frecuencia sobre las viviendas. Gracias a ellas y a la incidencia de la radiación solar, es posible obtener electricidad. Y esta se puede utilizar para proporcionar calefacción, agua caliente sanitaria y también climatización.

El funcionamiento de estas tiene lugar a partir de celdas fotovoltaicas y un dispositivo semiconductor. Además de los tipos de paneles solares fotovoltaicos que utilizan este sistema, podemos encontrar otros llamados amorfos o de capa fina. Estos últimos, sin embargo, están quedando en desuso porque presentan una eficiencia inferior. Más adelante entraremos en detalle sobre los diferentes tipos de paneles solares fotovoltaicos.

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La energía solar fotovoltaica es aprovechada a través de estas placas, y así, se logra generar una corriente eléctrica que posteriormente podremos utilizar para diferentes aplicaciones. Las instalaciones de paneles solares fotovoltaicas pueden dividirse en dos grandes grupos:

1. Sistemas aislados de la red eléctrica

Estos tipos de paneles solares fotovoltaicos son aquellos que se instalan en zonas en las que no hay acceso a la red eléctrica. Bien porque se encuentran muy alejadas de las zonas urbanas o bien porque su instalación resultaría muy costosa, o simplemente porque el propietario de la vivienda no quiere estar conectado a ninguna compañía eléctrica. Es en estas áreas en las que la energía solar fotovoltaica se emplea para el autoconsumo. Con este sistema de paneles solares fotovoltaicos no es necesario conectarse a la red eléctrica. Por lo tanto, no solo se está ahorrando en la energía que se utiliza sino también en la propia instalación para poder conectarse a la red. Las aplicaciones más comunes de estos tipos de paneles solares fotovoltaicos son las siguientes:

  • Electrificación de aquellas viviendas que se encuentran alejadas de la red eléctrica.
  • Señalización y comunicaciones, por ejemplo, carreteras, navegación marítima y aérea, repetidores, etc.
  • Sistemas de depuración de aguas.
  • Alumbrado público, en paradas de autobuses, monumentos o las mismas calles.
  • Aplicaciones agrícolas y para el ganado, como la iluminación de los invernaderos y las granjas, bombeo de agua o los sistemas de riego.

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Fuente de la imagen: Hogarsense ©

En estas instalaciones de energía solar fotovoltaica, es necesario contar con una batería de acumulación para poder suministrar corriente durante la noche. Además, habrá que utilizar un controlador de la carga. Y si es necesaria la corriente alterna, utilizaremos un inversor. Con estos tipos de paneles solares fotovoltaicos podemos ofrecer una solución de bajo coste y ecológica a aquellas zonas remotas. Una manera de obtener energía sostenible que mejora la calidad de vida.

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2. Sistemas conectados a la red eléctrica

Estos tipos de paneles solares fotovoltaicos se conectan a la red eléctrica. Gracias a un inversor, la corriente continua que circula por el sistema se transforma en corriente alterna, análoga a la que está en la red. Esta forma de generar energía solar fotovoltaica es muy sencilla de instalar. Tanto si se trata de edificaciones ya existentes como en viviendas de nueva construcción. Además, el mantenimiento que debemos hacer de las mismas es mínimo.

Aunque la inversión inicial en la instalación de estos tipos de paneles solares fotovoltaicas es más elevada, si la comparamos con otras, la recuperación del dinero invertido se obtiene en el medio plazo. Y desde el primer minuto estamos ahorrando en el consumo de energía eléctrica. La vida útil de estos sistemas asciende a unos 30 años aproximadamente. Por otra parte, es posible solicitar una subvención en determinadas comunidades para la instalación de la energía solar fotovoltaica.

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Fuente de la imagen: Hogarsense ©

Las instalaciones solares de gran tamaño se incluyen dentro de las que están conectadas a la red. Estas ocupan grandes extensiones de terrenos en las que se despliega un número muy elevado de paneles solares fotovoltaicos. De este modo, es posible generar grandes cantidades de energía eléctrica a partir de la energía solar fotovoltaica. No obstante, la energía que se genera es continua, y para poder utilizarla debemos convertirla en alterna.

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¿Cómo se ha desarrollado la energía solar fotovoltaica en España?

Dentro de Europa, España es uno de los países que cuenta con más horas de sol. Por este motivo, resulta especialmente rentable la utilización de la energía solar fotovoltaica. Incluso en invierno y en las zonas del norte, la irradiación solar es más elevada que en países como Alemania. Sin embargo, este país se encuentra a la cabeza en la promoción de los tipos de paneles solares fotovoltaicos.

La primera instalación de energía solar fotovoltaica fue una planta piloto en Guadalix, en el año 1984. En esta década, solo existieron pequeñas instalaciones aisladas. Pero a partir de 1993, se colocaron otros sistemas conectados a la red, que sirvieron para abastecer a viviendas particulares y escuelas. En 1995, la potencia total ascendía a 1,6 MW, aunque no se encontraban incorporados de forma legal a la red eléctrica. El problema residía en el vacío legal, ya que, por aquel entonces, aún no se contaba con una normativa específica. Pero en 1998 comenzaron a llegar las iniciativas del resto de Europa, pero no fue hasta 2007 que se aprobó un decreto que establecía una prima de 0,44€ por cada kWh fotovoltaico que se añadía a la red.

Tras esta normativa, la energía solar fotovoltaica creció en España y en 2008 estaba a la cabeza en la instalación de potencia solar fotovoltaica; con más de 2700 MW instalados en un año. Sin embargo, la modificación de la normativa el año siguiente hizo que se ralentizara el número de instalaciones. En 2011 fue aprobado otro decreto que establecía las regulaciones de todas las condiciones técnicas, administrativas y económicas. Pero quedan aún condiciones pendientes y la adecuación al sistema eléctrico del país. En la actualidad, se necesita un permiso de la compañía eléctrica y de la administración. A pesar de la obligación de concederlo, aún existen muchos impedimentos.

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Beneficios medioambientales de la energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica es una energía limpia y respetuosa con el medio ambiente. Puesto que se obtiene directamente de los rayos del sol, no resulta contaminante, como es el caso de los combustibles fósiles. La existencia de estos es limitada y su extracción, además de costosa, resulta muy dañina con el planeta. Sin embargo, la energía solar fotovoltaica depende de una energía ilimitada, como es la radiación solar. Además, no hay emisiones tóxicas a la atmósfera que contribuyan con el efecto invernadero, durante su funcionamiento. Se trata de uno de los sistemas con mayor potencial de crecimiento, junto a la energía eólica y la geotérmica. Sin embargo, no se le da, al menos en nuestro país, el impulso necesario para su desarrollo.

La instalación de cualquiera de los tipos de paneles solares fotovoltaicos permite obtener energía con independencia del suministro de la red. De esta manera, se potencia el autoconsumo a partir de una fuente de energía natural. Por otra parte, las instalaciones de los paneles solares fotovoltaicos tienen una vida útil que puede superar los 25 años. Esto significa que la cantidad de residuos que se generan por la sustitución es también mucho más baja que si la comparamos con otros sistemas.

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Tipos de paneles solares fotovoltaicos: funcionamiento y características

Encontramos principalmente tres tipos de paneles solares fotovoltaicos:los monocristalinos, los policristalinos y los amorfos o de capa fina. La diferencia entre estos están directamente relacionada con su eficiencia.

1. Paneles monocristalinos

Están formados por células monocristalinas de tonalidad negra y con la característica de que sus esquinas están recortadas. Esto se debe a que en el proceso de crecimiento del cristal de silicio monocristalino se realiza en un solo crista, con forma cilíndrica. Entre todos los tipos, este es el que presenta una eficiencia más elevada, así que son las que más tienden a instalarse.

2. Paneles policristalinos

Formados por células policristalinas, tienen una tonalidad azulada y sus esquinas no tienen ningún tipo de recorte. Durante el proceso de formación de los cristales, el bloque de silicio se solidifica por fases, generando muchos cristales. Se trata de un sistema que presenta un coste menor, pero por ello, la eficiencia también desciende.

3. Paneles solares amorfos o de capa fina

Su funcionamiento es como los cristalinos, pero la elaboración de estos es diferente. Tienen un coste de fabricación mucho menor, puesto que se trata de un silicio con una calidad inferior. Estos no se fabrican con células individuales, sino en forma de bandas continuas en que es depositada sobre un sustrato apropiado (vidrio o resinas sintéticas) una capa fina de silicio amorfo (a-Si)

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Precio de la energía solar fotovoltaica en España

Los precios de la energía solar fotovoltaica varían en función de los tipos de paneles solares fotovoltaicos que instalemos, así como el tamaño de la instalación en sí. De este modo, las cifras podrían variar entre los 1.200€ y los 4.000€. En el primer caso se trataría de una instalación de un único módulo de 250 wP, y en el segundo de cinco módulos a 1.35 kWp.

No obstante, debemos tener en cuenta que cuando generamos energía a partir de la solar y la añadimos a la red, obtenemos ingresos. De acuerdo con el Real Decreto 15/2018, el exceso de energía solar fotovoltaica generada se someterá al mismo tratamiento que la que se produce en otras instalaciones de producción. El precio pool asciende a 0,06€/kW.

*Nota: Datos de potencias caloríficas y precios son orientativos. Pueden variar en función del tipo de instalación y/o restricciónes de la Administración competente.

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Potencia y coste de los paneles solares fotovoltaicos

En el cuadro siguiente se hace una relación orientativa de precios, potencias y otras características que distinguen a cada uno de los tres tipos de paneles solares fotovoltaicos:

Paneles monocristalinos Paneles policristalinos Paneles de capa fina
- Las potencias suelen encontrarse entre los 10W y los 300W.
- La eficiencia es más elevada que en los policristalinos.
- Las potencias suelen encontrarse entre los 10W y los 300W. - Presentan un rendimiento mucho más bajo que los anteriores.
- Se están quedando en desuso y no suelen instalarse.
- Los materiales que se utilizan son de peor calidad y, por lo tanto, su eficiencia es más baja.
- Los precios se sitúan entre los 100€ y los 270€ aproximadamente.
- Hay que sumar el cableado para la instalación así como la mano de obra.
- En la actualidad, el precio de la instalación puede oscilar entre los 600€ y los 800€/m2 de panel solar.
- Los precios se sitúan entre los 100€ y los 270€ aproximadamente.
- Hay que sumar el cableado para la instalación así como la mano de obra.
- En la actualidad, el precio de la instalación puede oscilar entre los 600€ y los 800€/m2 de panel solar.
- Ya no suelen encontrarse disponibles en el mercado.
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Este artículo ha sido actualizado por última vez el 05/03/2019

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