Origen

El descubrimiento del efecto fotovoltaico

El efecto fotovoltaico fue descubierto por el francés Alexandre Edmond Bequerel en 1838 cuando tenía sólo 19 años. Bequerel estaba experimentando con una pila electrolítica con electrodos de platino cuando comprobó que la corriente subía en uno de los electrodos cuando este se exponía al sol.

El siguiente paso se dio en 1873 cuando el ingeniero eléctrico inglés Willoughby Smith descubre el efecto fotovoltaico en sólidos. En este caso sobre el Selenio.

Pocos años más tarde, en 1877, El inglés William Grylls Adams profesor de Filosofía Natural en la King College de Londres, junto con su alumno Richard Evans Day, crearon la primera célula fotovoltaica de selenio.

Aunque en todos estos descubrimientos la cantidad de electricidad que se obtenía era muy reducida y quedaba descartada cualquier aplicación práctica, se demostraba la posibilidad de transformar la luz solar en electricidad por medio de elementos sólidos sin partes móviles.

La posibilidad de una aplicación práctica del fenómeno no llegó hasta 1953 cuando Gerald Pearson de Bell Laboratories, mientras experimentaba con las aplicaciones en la electrónica del silicio, fabricó casi accidentalmente una célula fotovoltaica basada en este material que resultaba mucho más eficiente que cualquiera hecha de selenio. A partir de este descubrimiento, otros dos científicos también de Bell, Daryl Chaplin y Calvin Fuller perfeccionaron este invento y produjeron células solares de silicio capaces de proporcionar suficiente energía eléctrica como para que pudiesen obtener aplicaciones prácticas de ellas. De esta manera empezaba la carrera de las placas fotovoltaicas como proveedoras de energía.


Su aplicación en los satélites espaciales

Pese a los avances técnicos alcanzados en el aumento del rendimiento de las células, los costes eran excesivamente altos y limitaban enormemente su aplicación práctica.

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

La demanda de paneles solares sólo venia de la industria juguetera o de la industria electrónica, para aplicarlos en pequeños aparatos eléctricos sencillos. Esta situación limitaba mucho el desarrollo de esta tecnología ya que eran muy reducidos los ingresos que se generaban haciéndose muy difícil destinar cantidades de dinero importantes a su desarrollo.

Pronto se encontró una aplicación ideal para el estado del desarrollo de los paneles solares fotovoltaicos en aquel momento; la alimentación del equipo de los satélites espaciales en la incipiente carrera espacial. El costo no fue un factor limitante ya que los recursos dedicados en la carrera del espacio eran enormes. Primaba la capacidad de proveer energía eléctrica de manera fiable en áreas de muy difícil acceso. La tecnología fotovoltaica acabó por ganarle el pulso a las otras dos tecnologías que se barajaban: las baterías químicas y la energía nuclear. La aplicación de los paneles solares fotovoltaicos en gran número de misiones espaciales supuso un enorme impulso para la industria fotovoltaica.


La aplicación en actividades terrestres

fotovol 1A principios de los años 70 el Dr. Elliot Berman con la ayuda financiera de EXXON consiguió crear una célula solar mucho más barata que reducía el coste por vatio de 100 $ a 20$. La rebaja de los costos cambió totalmente la situación e hizo posible que el empleo de paneles fotovoltaicos empezara a ser económicamente viable en instalaciones aisladas de la red eléctrica.

Las aplicaciones prácticas de la energía solar fotovoltaica empezaron entonces a multiplicarse: 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 la década de los 80 surgieron con fuerza las iniciativas para electrificar las sociedades de los países empobrecidos. En estas sociedades la electrificación no podía basarse en el modelo energético usado de los países enriquecidos de grandes centrales y un sistema de distribución. 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.

También a partir de los años 80 aparecen las primeras casas con electrificación fotovoltaica en los países desarrollados. Este concepto propone establecer un sistema de provisión de energía descentralizado en el que cada hogar se genera su propia energía en vez de establecer una gran central y un sistema de distribución de la misma.


La energía solar fotovoltaica en la actualidad

fotovol 3En la década de los 90 y en los primeros años del S XXI las células fotovoltaicas han experimentado un continuo descenso en su coste junto con una ligera mejora de su eficiencia. Estos factores unidos al apoyo por parte de algunos gobiernos hacia esta tecnología ha provocado un espectacular impulso de la electricidad solar en los últimos años.

Las instalaciones de equipo fotovoltaico han contado con muchas subvenciones en diversos países y administraciones que financiaban una parte importante de los costos facilitando su adquisición. Junto con las instalaciones de pequeño y mediano tamaño se han construido o se están construyendo grandes centrales fotovoltaicas.

En los últimos años, con la aparición de la tecnología de los paneles flexibles a precios asequibles, han proliferado también los gadgets solares destinados a recargar las baterías de numerosos artículos portátiles (teléfonos portátiles, cámaras de fotos, reproductores portátiles de música etc.…), así como kits solares para electrificar caravanas o barcos.

Los avances tecnológicos se basan en las alternativas a las células de silicio que ya empiezan a ser viables. Por un lado encontramos las tecnologías CIS (Cobre indio selenio) y CIGS (Cobre-indio-Galio-diselenido). Dado su carácter flexible y su muy reducido peso, se hará posible su aplicación en aviones, automóviles y cualquier otra superficie irregular. También su reducido costo permitirá su aplicación masiva en grandes superficies como tejados de naves industriales o de casas. Por otro lado están en desarrollo las llamadas células orgánicas, con un rendimiento del 5% y las “dye-sensitized solar cells” (células solares del tipo sensibilizado por tinte) con un rendimiento próximo al 10%.

El apoyo institucional parece que puede ser decisivo. La UE aprobó en 2008 la llamada normativa 20-20-20 que además de obligar a la reducción del 20% de las emisiones de CO2 para el 2020, obliga a que al menos el 20% de la energía de la Unión Europea provenga de fuentes renovables.

Por su parte EEUU, tras la subida al poder de Barack Obama, ha anunciado su decisión de apostar fuerte por las energías renovables en unos objetivos de implantación semejantes a los de la Unión Europea para así reducir el impacto en el medio ambiente y la dependencia de ese país al petróleo extranjero.

Referencia:

Web Sitiosolar.com. Portal de las energías renovables: http://www.sitiosolar.com