Primeras células fotovoltaicas

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La historia de la energía solar fotovoltaica está marcada por un desarrollo lento pero a la vez segura y constante.

Una vez descubierto el efecto fotovoltaico, los avances técnicos fueron permitiendo aprovecharlo más eficientemente hasta lograr que se convirtiera en una fuente de energía práctica y fiable.

Primeras células fotovoltaicas

A principios del siglo XXI, la energía solar fotovoltaica se presentó como una de las opciones con más futuro para liderar la revolución energética que se aproxima.

Esta energía fue descubierta por primera vez en 1838 por el físico Francés Alexandre Edmond Bequerel. El físico francés estaba experimentando con una pila electrolítica con electrodos de platino y descubrió que al exponerla al sol, la corriente eléctrica subía. A pesar de ello, Bequerel no pudo explicar tal fenómeno en aquellos tiempos. Fue Albert Einstein quien descubrió el trasfondo físico del efecto fotoelectrónico en 1905.

El siguiente paso no se dio hasta el año 1873. Fue el ingeniero eléctrico inglés Willoughby Smith quien descubrió el efecto fotoeléctrico en sólidos, concretamente en Selenio.

En 1877, 4 años más tarde el profesor de Filosofía Natural William Grylls Adams profesir junto con su alumno Richar Evans Day de la King College de Londres, descubrieron que cuando el Selenio se exponía a la luz generaba electricidad. De esta manera fue creada la primera célula fotovoltaica de Selenio.

Es más, en 1883 Charles Fritts desarrolló las actuales predecesoras de las actuales placas fotovoltaicas. Fritts asentó las bases para la investigación futura del efecto fotoeléctrico.

A continuación por el año 1953-53, Calvin Fuller, Gerald Pearson, y Daryl Chapin miembros del equipo de los laboratorios Bell, descubrieron la célula solar de silicio. Esta célula producía suficiente electricidad y era lo suficientemente eficiente para hacer funcionar pequeños dispositivos eléctricos.

No obstante, las placas fotovoltaicas disponibles no se comercializaron hasta 1956. Por aquel entonces su coste era muy elevado para la mayoría de la gente, pero años después, al rededor de los años 70, el precio de estos paneles disminuyo en un 80%.

De la primera célula a su uso en satélites espaciales

Al ser los costes tan elevados, se limitaba su aplicación práctica.

De hecho, en 1956 el coste del vatio de electricidad producido por centrales convencionales rondaba los 50 céntimos de dólar, y el producido por paneles fotovoltaicos llegaba los 300 dólares. En consecuencia, descartaba el uso de esta tecnología como suministrador de grandes cantidades de electricidad.

Era la industria juguetera quien demandaba estos paneles, para suministrar potencia a pequeños juguetes como aviones y coches. También se uso en la industria electrónica para pequeños artefactos.

Al ser los ingresos tan reducidos, se limito mucho el desarrollo de esta tecnología.

Más tarde, se encontró una aplicación ideal para el estado del desarrollo de estos paneles; la alimentación del equipo de los satélites espaciales en la incipiente carrera espacial.

En este caso el coste no fue un factor limitante ya que los recursos que se dedicaban a la carrera del espacio eran muy elevados.

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. El motivo era que los paneles solares eran capaces de suministrar energía de manera fiable por muchos años sin grandes complicaciones.

Por el año 1955, se le asigna a la industria en EEUU el encargo de producir paneles fotovoltaicos para aplicaciones espaciales. Esto fue un importantísimo impulso que permitió un gran desarrollo tecnológico del sector.

Vanguar I, lanzado el 17 de Marzo de 1958 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. Aunque 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.

Del espacio a la tierra

A principios de los años 70 el Dr. Elliot Berman financiado por EXXON consiguió crear una célula solar mucho más barata que reducía el coste por vatio de 100$ a 20$. Empleo un silicio con un grado de pureza menor y unos materiales más baratos.

Esta importante rebaja de los costos cambio totalmente la situación e hizo posible que el empleo de paneles fotovoltaicos empezara a ser económicamente viable en instalaciones aisladas de la red eléctrica. Resultaba más barato instalar células solares que trazar toda una línea de cableado o que realizar un mantenimiento periódico que cambiase las baterías gastadas por otras cargadas.

Las aplicaciones prácticas de la energía solar fotovoltaica empezaron entonces a multiplicarse.

Se empezó a usar esta electricidad para la protección contra la corrosión de oleoductos y gaseoductos, iluminación de boyas marinas y faros, repetidores de sistemas de telecomunicaciones, sistemas de iluminación en líneas férreas. Para todas estas finalidades, la instalación de paneles solares resultaba mucho más rentable económicamente y más eficiente en su labor.

En los 80 surgieron iniciativas para electrificar las sociedades de los países empobrecidos. Resultaba excesivamente costoso instalar toda una red eléctrica en unas sociedades en las que gran parte de la población estaba distribuida de manera muy dispersa en asentamientos rurales. Por estas razones se optó por sistemas de generación eléctrica en el mismo lugar de consumo y entre ellos por los paneles solares fotovoltaicos.

Por otro lado buena parte de las sociedades empobrecidas del planeta se encuentran en zonas tropicales y subtropicales con abundante sol, lo que facilita y favorece el empleo de la energía solar. Además, los paneles se adaptan muy bien a unas demandas energéticas reducidas que se tiene en estas sociedades.

En la década de los 90 las células fotovoltaicas experimentaron un continuo descenso en su coste junto con una ligera mejora de su eficiencia.

El presente y el futuro de la energía solar

En 2008 la UE aprobó la llamada normativa 20-20-20 que además de obligar a la reducción del 20% de las emisiones de CO2 para el 2020, obligaba a que al menos el 20% de la energía de la Unión Europea provenga de fuentes renovables.

La placa fotovoltaica es la que conocemos para la generación de electricidad. Gracias al decreto ley de finales del año 2018, por el que se suprimía el llamado impuesto al sol vuelve a ponerse de moda.

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