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Energía solar fotovoltaica

Energía fotovoltaica

 

Estudio y proyección de sistemas fotovoltaicos para viviendas, edificios y empresas.

 

Con conexión a red y aisladas.

 

Sistema perfecto para el apoyo de instalaciones de calefacción y climatización eléctricas y aerotérmicas.

 

 

La energía solar fotovoltaica es aquella que se obtiene al convertir la luz solar en electricidad empleando una tecnología basada en el efecto fotoeléctrico. Se trata de un tipo de energía renovable, inagotable y no contaminante que puede producirse en instalaciones que van desde los pequeños generadores para autoconsumo hasta las grandes plantas fotovoltaicas. Descubre cómo funcionan estos enormes campos solares.

 

 

Qué es la energía fotovoltaica y cómo funciona:

 

La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía renovable y limpia que utiliza la radiación solar para producir electricidad. Se basa en el llamado efecto fotoeléctrico, por el cual determinados materiales son capaces de absorber fotones (partículas lumínicas) y liberar electrones, generando una corriente eléctrica.

 

Para ello, se emplea un dispositivo semiconductor denominado celda o célula fotovoltaica, que puede ser de silicio monocristalino, policristalino o amorfo, o bien otros materiales semiconductores de capa fina. Las de silicio monocristalino se obtienen a partir de un único cristal de silicio puro y alcanzan la máxima eficiencia, entre un 18% y un 20% de media. Las de silicio policristalino se elaboran en bloque a partir de varios cristales, por lo que resultan más baratas y poseen una eficiencia media de entre el 16% y el 17,5%. Por último, las de silicio amorfo presentan una red cristalina desordenada, lo que conlleva peores prestaciones (eficiencia media de entre un 8% y un 9 %) pero también un precio menor.

 

 

Tipos de plantas fotovoltaicas:

 

Hay dos tipos de plantas fotovoltaicas: las que están conectadas a la red y las que no. Dentro de las primeras existen, a su vez, otras dos clases:

 

• Central fotovoltaica: toda la energía producida por los paneles se vierte a la red eléctrica.

 

• Generador con autoconsumo: parte de la electricidad generada es consumida por el propio productor (en una vivienda, por ejemplo) y el resto se vierte a la red. Al mismo tiempo, el productor toma de la red la energía necesaria para cubrir su demanda cuando la unidad no le suministra la suficiente.

 

 

Estas instalaciones con conexión a la red cuentan con tres elementos básicos:

 

• Paneles fotovoltaicos: se trata de grupos de celdas fotovoltaicas montadas entre capas de silicio que captan la radiación solar y transforman la luz (fotones) en energía eléctrica (electrones).

 

• Inversores: convierten la corriente eléctrica continua que producen los paneles en corriente alterna, apta para el consumo.

 

• Transformadores: la corriente alterna generada por los inversores es de baja tensión (380-800V), por lo que se utiliza un transformador para elevarla a media tensión (hasta 36kV).

 

 

Por su parte, las instalaciones no conectadas a la red operan en isla y suelen encontrarse en lugares remotos y explotaciones agrícolas para satisfacer demandas de iluminación, servir de apoyo a las telecomunicaciones y bombear los sistemas de riego.

 

 

Estas plantas aisladas requieren dos elementos adicionales para funcionar:

 

• Baterías: encargadas de almacenar la energía producida por los paneles y no demandada en ese instante para cuando sea necesario.

 

• Reguladores: protegen la batería contra sobrecargas y previenen un uso ineficiente de la misma.

 

 

Ventajas de la energía fotovoltaica:

 

• Se trata de un tipo de energía 100% renovable, inagotable y no contaminante, que no consume combustibles ni genera residuos, por lo que contribuye al desarrollo sostenible.

 

• Es modular, por lo que se pueden construir desde enormes plantas fotovoltaicas en suelo hasta pequeños paneles para tejados.

 

• Permite la instalación de baterías para almacenar la electricidad sobrante y darle uso posterior.

 

• Es un sistema particularmente adecuado para zonas rurales o aisladas donde el tendido eléctrico no llega o es dificultosa o costosa su instalación, o para zonas geográficas cuya climatología permite muchas horas de sol al año.

 

• Contribuye a la creación de empleos verdes y al impulso de la economía local con proyectos de vanguardia.

 

 

 

 

Energía solar térmica

Energía solar térmica

 

Estudio y proyección de sistemas térmicos para viviendas, edificios y empresas.

 

Pensados para el apoyo de instalaciones de calefacción, ACS, calentamiento de piscinas, etc...

 

 

La energía solar térmica consiste en la transformación de la energía solar en energía térmica. Se trata de una forma de energía renovable, sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

 

Esta forma de generar energía puede aplicarse en viviendas e instalaciones pequeñas y en grandes centrales eléctricas.

 

 

Existen tres tipos de energía solar térmica:

 

• Las plantas de alta temperatura se utilizan para generar electricidad. Trabajan con temperaturas por encima de los 500ºC.

 

• Las plantas de media temperatura trabajan con temperaturas entre los 100 y 300 grados Celsius.

 

• Las instalaciones de baja temperatura se utilizan habitualmente en viviendas. Trabajan con temperaturas menores a 65 grados Celsius.

 

 

Como es una instalación solar térmica para una vivienda:

 

Este tipo de instalaciones son sistemas solares térmicos de baja temperatura.

 

Energía solar térmica, usos y tipos de instalaciones.

 

Se trata de dos circuitos cerrados con un intercambiador de calor. En el circuito primario, el fluido calorportador frío pasa por los paneles solares. La radiación del sol lo calienta y se dirige a un intercambiador de calor donde cede energía térmica al circuito secundario. A continuación, vuelve a repetir el ciclo.

 

En el circuito secundario, el fluido caloportador, después de recibir el calor en el intercambiador se dirige al acumulador. En el acumulador el fluido calorportador cede el calor al agua almacenada en su interior. Una vez frío vuelve a dirigirse al intercambiador de calor para repetir el ciclo.

 

 

¿Qué es un sistema de acumulación térmica?

 

Este sistema consiste en almacenar la energía calorífica en un depósito de agua. Actúa como una batería pero en lugar de almacenar energía química almacena energía térmica.

 

El agua caliente almacenada se puede utilizar directamente, como es el caso del calentamiento del agua de una piscina, en aplicaciones de agua caliente sanitaria o calefacción.

 

 

Sistema de distribución:

 

Una vez calentado el medio portador de calor, podemos trasladar la energía térmica a otras fuentes más frías.

 

En este sistema se engloban todos los elementos destinados a la distribución del fluido portador de calor y acondicionamiento para el consumo (sistemas de control, tuberías, bombas, etc.)

 

 

Sistemas convencionales de apoyo energético:

 

Las instalaciones solares térmicas necesitan sistemas de apoyo de energía convencional en previsión a la falta de radiación solar o por un consumo superior al dimensionado.

 

Estos sistemas de apoyo energético pueden ser de diversas fuentes:

 

• Directamente de la red de la propia compañía eléctrica.

 

• Otras fuentes de energía renovable. Por ejemplo, la energía eólica.

 

• Fuentes de energía no renovables o combustibles fósiles. En algunas instalaciones se utilizan calderas de pellet o de biomasa.

 

En los meses de más baja radiación solar no se llega a cubrir el 60% de las necesidades. Por el contrario, en verano se alcanza prácticamente el 100%.

 

Pretender cubrir por encima de un 60% o 70% anual requeriría colocar un campo solar muy grande que ser sería difícil de amortizar. Por otro lado, en verano se generaría un excedente de producción y provocaría problemas de sobrecalentamiento.

 

 

 

Jordi Santos

Estudios energéticos y automatización de edificios

 

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