O sol como fonte de electricidade

2000/06/01 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Energia berriztagarriak

Enerxía solar fotovoltaica. O termo fotovoltaico é, sen dúbida, o máis incomprensible do tres paira calquera persoa que non saiba moito do tema. Pero o significado é bastante simple: Transformamos a enerxía que vén do Sol en forma de raios, radiacións ou fotóns en movemento dos electróns, ou o que é o mesmo, en electricidade. E como se fai? Mediante un mediador chamado célula fotovoltaica. As células fotovoltaicas son as unidades básicas dos paneis solares que se instalan nos tellados e outros lugares. En orde crecente de tamaño, os conxuntos celulares forman módulos e os conxuntos modulares paneis.

Células baseadas en silicio

As células fotovoltaicas están formadas por capas de materiais semiconductores. Os materiais semiconductores teñen propiedades eléctricas especiais e poden ser illantes ou condutores en función da temperatura. O silicio é o material máis utilizado paira formar células fotovoltaicas, aínda que o teluro de cadmio, o seleniuro de cobre, o seleniuro de indio ou o arseniuro de galio tamén presentan estas propiedades. Pero estes últimos, polo menos na actualidade, non se utilizan comercialmente. Como se comentou, as células fotovoltaicas están formadas por dúas capas semiconductoras de silicio, dúas capas dopadas, é dicir, una ten máis electróns dos correspondentes e a outra menos dos correspondentes. Nesta situación, cando o raio solar (o fotón) toca a célula, un electrón salta da capa de maior densidade de electróns á de menor densidade, e o deseño da célula obrígao a introducila no circuíto eléctrico. Como os raios do sol caen constantemente, os electróns saltan continuamente dunha capa a outra, xerando corrente eléctrica a través do circuíto.

Este é o segredo das células fotovoltaicas. Pero as instalacións fotovoltaicas, ademais dos paneis solares, teñen outros dous compoñentes principais: o regulador e o acumulador. O acumulador almacena a enerxía eléctrica producida ao longo do día para que o usuario reciba una corrente eléctrica constante en momentos de menor produción ou durante as noites (cando non hai produción). O regulador, pola súa banda, é un sistema de seguridade que, cando o acumulador está cheo, corta a corrente para que non sufra ningún dano.

A favor e en contra

Entre as vantaxes da enerxía fotovoltaica atópase a do seu escaso impacto ambiental, xa que xera moi poucos residuos: non emite contaminantes á atmosfera (nin a ríos ou mares), non produce danos á fauna e á flora, e ademais a transformación fotovoltaica é totalmente silenciosa, non produce contaminación acústica. Desde o punto de vista ambiental, os acumuladores son o punto máis débil das instalacións fotovoltaicas: o chumbo, o níquel e o cadmio, sustancias tóxicas, utilízanse nos acumuladores, polo que deben ser coidados e reciclados. Pero a enerxía fotovoltaica é, en xeral, una enerxía limpa.

O Sol é una fonte de enerxía inesgotable, polo menos nos próximos 6.000 millóns de anos, sen necesidade de extracción nin transporte de combustible. Chega directamente até os paneis. Una vez instalados, os paneis solares requiren un mínimo mantemento e una vida útil de 30 anos. Ademais, son sistemas flexibles, de alta seguridade e moitas veces rendibles economicamente. Existen aplicacións fotovoltaicas moi competitivas e en ocasións a instalación de paneis fotovoltaicos pode ser máis económica que o alongamento da rede eléctrica. Noutras ocasións será imposible ampliar a rede.

Ao mesmo tempo, una das maiores desvantaxes da enerxía solar segue sendo económica. Aínda que os custos diminuíron considerablemente nos últimos dez anos, as instalacións fotovoltaicas teñen uns custos iniciais relativamente elevados e son imposicións a longo prazo que poden amortizarse nuns 15 anos. Con todo, cando se fala de aspectos económicos, de cando en cando inclúense os custos ambientais, que son os que existen. O segundo gran inconveniente é a dependencia total do Sol: una instalación fotovoltaica ben deseñada fornécenos enerxía en calquera momento do día e da noite, pero o xerador non pode traballar sen Sol, sen Sol non é posible xerar electricidade e por iso non é un sistema adecuado paira as aplicacións que requiren grandes potencias.

Once usos

Os paneis solares fotovoltaicos utilízanse paira iluminar as bordas de Aralar, por exemplo. Os paneis fotovoltaicos son moi habituais paira fornecer electricidade a zonas rurais sen acceso á rede eléctrica, tanto en países desenvolvidos como en países en vías de desenvolvemento. Nestes últimos a rede eléctrica non está moi estendida e os paneis fotovoltaicos son moi útiles, xa que a súa instalación é máis sinxela, máis económica e máis limpa que a creación da rede. Os paneis fotovoltaicos utilízanse paira iluminar bordas de montaña, ermidas, casas rurais, adegas, escolas e hospitais, que na actualidade están a traballar no mundo decenas de miles de instalacións fotovoltaicas. O 17% dos módulos fotovoltaicos vendidos no mundo entre 1990 e 94 destináronse a fornecer electricidade ás zonas rurais e espérase que paira o ano 2010 estas vendas increméntense até un 25%. E á parte dos núcleos rurais, onde se utilizan os paneis fotovoltaicos? Sinais luminosos de tráfico, farois, reloxos, teléfonos, satélites de telecomunicacións, etc. Outra aplicación interesante son os sistemas de bombeo de auga, que funcionan moi ben cando se necesita auga e non hai enerxía paira extraela do subsolo.

Todas e moitas das aplicacións mencionadas englóbanse dentro do grupo de sistemas fotovoltaicos autónomos, é dicir, son sistemas independentes da rede eléctrica convencional. Pero a enerxía fotovoltaica ten outra vía de aplicación que pode ser tan interesante ou máis interesante como a anterior: a das instalacións fotovoltaicas asociadas á rede eléctrica. É dicir, instalar paneis fotovoltaicos que xeren electricidade en lugares onde xa existe a rede e enviar dita electricidade directamente á rede. En lugar de que a luz da nosa casa proveña de centrais eléctricas, térmicas ou nucleares, chegaríanos por paneis solares instalados no tellado. Deste xeito, deberíase tirar menos das fontes de electricidade convencionais altamente contaminantes e utilizar a electricidade producida desde o Sol cando sexa demasiado baixa. Ao mesmo tempo, a utilización dun sistema xa existente paira a distribución da electricidade reduce considerablemente os custos de adaptación e os traballos. Aplicación cómoda e limpa. A finais de 1998 existían no mundo máis de 30.000 instalacións deste tipo, que poderían alcanzar os 1.000.000 paira o ano 2010. Pero aínda non hai en España nada que regule a electricidade xerada polo panel e a conexión á rede. Existe tecnoloxía paira realizar instalacións, pero non existe una lexislación específica que regule como facelo. Con ou sen lei, os sistemas fotovoltaicos conectados á rede son una opción a considerar.