Energía Solar

La base del uso energético humano se dió  en forma de biomasa, viento, agua y sol. Sin embargo con la aparición de de los recursos enegéticos fósiles, ocurrió un inmediato cambio dada su eficiencia, facilidad y costo.

dentro de las aplicaciones de la energía solar, la energía solar fotovoltaica es una de las más conocidas hoy, dentro de las energías renovables, por ser limpia, fiable, especial para desarrollos enegéticos de escala menor, y a un costo bajo.

La energía Solar fotovoltaica es la tecnología utilizada para el arpovechamiento eléctrico de la energía solar que se deriva de las celdas fotovoltaicas. La radiación se transforma directamente en elericidad aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores.

El Sol

El sol es una inmensa fuente de energía situada a 1,5X10 elevado a 11 respecto de la tierra.

Tiene un diámétro de 1.400.000 kms, tiene una masa 300.000 veces mayor que la tierra, con una temperatura de 5.600 °K

El sol genera su energía mediante reacciones nucleares de fusión que se llevan a cabo en su nucleo.

La energía solar proviene de la pérdida de masa del sol y se estima por la formula de einstein E = mc2

De la radiación que libera el sol, solo una pequeña parte llega a la tiera, equivalente a 1,37Kw por metro cuadrado.Esta radiación que llega a la tierra no es constante. Varía por diversos efectos que provoca sobre ella la atmósfera terrestre.

Constante Solar:

La constante solar es la radiación sobre una superficie orientada a la dirección de los rayos solares situada fuera de la atmósfera terrestre, a la distancia astronómica unidad igual a 1,495X10 elevado a 11 m (corresponde a la distancia media del sol a la tierra)

Esta constante, no es tan constante, por lo que por convensión se acepta:

ISC = 1370 W/m2

Radiación Solar:

La radiación solar es una manifestación electromagnética de energía que presenta una amplia distribución espectral. Son elementos de distintas longitudes de onda que van desde 0,2 a 2,6 mm

Distribución espectral:

La distribución espectral de la constante solar  tiene un máximo para longitudes de onda de aproximadamente 460 mm y en el intervalo de 0 a 1,1 mm las radicaciones pueden ser convertidas por la técnica fotovoltaica (como se puede inferir, de toda la distribución espetral de la constante solar, una mínima porción está en el rango donde la radicacón puede ser convertida mediante técnica fotovoltaica)

Efecto Fotovoltaico:

El efecto fotovoltaico fue reconocido por el físico frances Alexandre Emond Becquerel. Sus estudios sobre espectro solar, magnetismo, electricidad y óptica constituyen el pilar científico e inicio de la energía fotovoltaica.

Las celdas de Silicio que se utilizan en la actualidad provienen de la patente del inventor norteamericano Russell Ohl

En los laboratorios Bell encontraron por accidente que el conductor Silicio, contaminado con algunos elementos no conductores, se convertía en un semiconductor extremadamente sensible a la luz.

El efecto fotovoltaico consiste en la emisión de electrones por parte de un material cuando sobre él incide radiación electromagnética. Fue descubierto por el alemán Heinrich Hertz en 1887 al observar que el arco que salta entre dos electrones conectados a alta tensión, alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta, que cuando se deja en la oscuridad.

Para complementar, puede revisar la explicación teórica que da Albert Einstein en el revolucionario artículo de 1905 "Heurísica de la generación y conversión de la luz"

El efecto fotovoltaico (FV) es la base del proceso mediante el cual una célula FV convierte la luz en electricidad. La luz soar está compuesta por fotones, o partículas energéticas. Cuando los fotones inciden en una celda FV, pueden ser reflejados, absoridos, o pueden pasar a través de él. Solamente los fotones absorvidos pueden generar electricidad.

Cuando la luz solar incide en una célula, se liberan electrones que pueden que pueden ser atrapados por el campo eléctrico, formando una corriente eléctrica.