La Energía Solar como una alternativa energética para un Desarrollo sostenible significa la protección el planeta.
El sol es una fuente inagotable y limpia para la generación eléctrica. Plantas de generación aisladas (no conectadas a la red eléctrica) para autoconsumo o plantas conectadas a la red son el futuro para un desarrollo sostenible.
El desarrollo de la energía solar Fotovoltaica en el siglo XXI está teniendo un acelerado avance tecnológico y económico. La energía es el motor de los avances económicos en este siglo.
El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 1839 por el físico francés Alexadre-Edmond Becquerel. Sus estudios sobre el espectro solar, magnetismo, electricidad y óptica son el pilar científico de la energía fotovoltaica.
En 1883 el inventor norteamericano Charles Fritts construye la primera celda solar con una eficiencia del 1%. La primera celda solar fue construida utilizando como semiconductor el Selenio con una muy delgada capa de oro. Debido al alto costo de esta celda se utilizó para usos diferentes a la generación de electricidad. Las aplicaciones de la celda de Selenio fueron para sensores de luz en la exposición de cámaras fotográficas.
La celda de Silicio que hoy día utilizan proviene de la patente del inventor norteamericano Russell Ohl. Fue construida en 1940 y patentada en 1946.
La época moderna de la celda de Silicio llega en 1954 en los laboratorios Bells. Accidentalmente experimentando con semiconductores se encontró que el Silicio con algunas impurezas era muy sensitivo a la luz.
Era Espacial Paneles Solares
La primer utilización practica de la generación de energía con celdas fotovoltaicas fue en los dos primeros satélites geoestacionarios de URSS y USA.
Los avances logrados con la celda de silicio en 1954 contribuyeron a la producción comercial, lográndose una eficiencia del 6%.
La URSS lanzó su primer satélite espacial en el año 1957, y los EEUU un año después el 1 de Febrero de 1958. En el diseño de este se usaron células solares creadas por Peter Iles en un esfuerzo encabezado por la compañía Hoffman Electronics.
La primera nave espacial que usó paneles solares fue el satélite norteamericano Explorer 1, lanzado en Febrero del año 1958. Este evento generó un gran interés en la producción y lanzamiento de satélites geoestacionarios para el desarrollo de las comunicaciones, en los que la energía provendría de un dispositivo de captación de la luz solar.
Fue un desarrollo de gran importancia que estimuló la investigación buscando paneles cada vez más eficientes y motivó a la industria de tecnología. El primer mercado de los paneles fotovoltaicos fue entonces dirigido al sector aeroespacial.
Los resultados positivos de la misión Explorer 1 marcaron un pauta en el desarrollo de las comunicaciones y los paneles fotovolaticos.
La celda de Silicio entra en el escenario de la industria y empieza el desarrollo de tecnologías en la producción. El primer paso fue y aun lo es, buscar paneles mas eficientes. Esto se logro en 1970, la primera célula solar con heteroestructura de arseniuro de galio (GaAs) y altamente eficiente se desarrolló en la Union Sovietica por Zhore Alferov y su equipo de investigación.
El caso más representativo hoy día del uso de los paneles fotovoltaicos en el sector aeroespacial está en la Estación Espacial Internacional. La energía utilizada viene de 16 estructuras de 72 metros de envergadura por 12 metros de ancho, 864 metros cuadrados de paneles solares en cada una de ellas. No hay información oficial de la producción de cada una de las estructuras, la única información es que los módulos fotovoltaicos son de alta eficiencia.
Los módulos de alta eficiencia para uso aeroespacial es del orden del 20% de eficiencia. Esto es en referencia a la radiación solar sobre la superficie terrestre, al vacío la eficiencia es mucho mayor. Con este dato, cada una de las estructuras proporcionaría alrededor de 170 Kw/h y la generación de las 16 estructuras estaría en alrededor de 2,7 megavatios/hora. Esto si los módulos fotovoltaicos estuvieran sobre la superficie terrestre.
Energía Solar Fotovoltaica en la actualidad
El siglo XXI nace con una premisa para el desarrollo sostenible medio-ambiental. El creciente desarrollo industrial y de consumo trae como consecuencia un deterioro del medio ambiente a través de las emisiones de CO2 y otros gases que además de destruir la capa de Ozono afectan la salud del hombre.
La protección del medio ambiente es compromiso de todos, gobiernos, personas e industrias. Hoy día vemos un gran crecimiento, tanto en la producción de paneles solares cada vez más económicos como en la implementación de grandes plantas solares conectadas a la red eléctrica.
Australia y Estados Unidos no firmaron el tratado de Kyoto, sin embargo construyeron las más grandes Plantas Fotovoltaicas.
En Deming, Nuevo México se encuentra una planta de 300 MW y en Gila Bend, Arizona otra de 280 MW.
Por otro lado en Australia (Mildura, Victoria) se está construyendo una planta de 154 megavatios. El objetivo del gobierno australiano es llegar a 270.000 megavatios mediante generación fotovoltaica para el año 2020. Curiosamente estos dos países que no ratificaron el tratado de Kyoto tienen las mayores plantas fotovoltaicas y continúan con su implementación.
España hasta septiembre de 2007 tuvo un vertiginoso crecimiento de plantas fotovoltaicas conectadas a la red, sin embargo la actual normativa gubernamental, además de reducir el precio de compra ha limitado la cantidad de megavatios instalados por trimestre para la implementación de plantas solares fotovoltaicas.
El autoconsumo fotovoltaico es una alternativa para la reducción del CO2, sin embargo no hay ninguna (o muy escasa) política de ayuda de cualquier tipo a los productores de autoconsumo. En este caso además de la protección del medio ambiente el directo beneficiario es el consumidor-usuario. Las instalaciones fotovoltaicas se realizan por iniciativa privada y sin ningún tipo de ayuda.
La situación fotovoltaica en España pasa por momentos muy difíciles. España, uno de los países desarrollados con mayor potencial para la generación de energías renovables, en especial fotovoltaica, está marginando estas tecnologías sostenibles y responsables en favor de aquellas que están en manos de las grandes eléctricas, contaminantes y peligrosas, lo que explicaría que, a pesar de soportar una de las facturas más caras del mundo, los españoles tengamos acumulado un supuesto déficit de tarifa, superior a los 30.000 millones de Euros, frente a un oligopolio de empresas cuyo margen de beneficios dobla al del resto de operadores europeos del sector.
Alemania, con menos de la mitad de horas de sol que España, ha invertido en 2012 en fotovoltaica más que España en toda su historia. Los alemanes cuentan en la actualidad con 32.698 MW frente a los 4.516 MW instalados en España. El pasado año los alemanes instalaron 7.604 MW frente a los 194 MW que se colocaron en nuestro país. Las empresas alemanas ven en la fotovoltaica la gran solución a los problemas energéticos y dentro de 8 años no se producirá ni un solo Kwh nuclear en suelo alemán.