Módulos fotovoltaicos

Los módulos fotovoltaicos son las placas solares que producen electricidad. Los más utilizados hasta ahora han sido los que utilizan silicio como semiconductor, aunque se está investigando sobre otros materiales más económicos y sobre otros formatos que puedan abrir la fotovoltaica a nuevas aplicaciones.

La producción de electricidad mediante las placas solares denominadas módulos fotovoltaicos se consigue gracias al efecto fotovoltaico, que es conocido desde el siglo XIX. El efecto fotovoltaica consiste en que los fotones que contiene la luz solar transmiten su energía a los átomos del material que lo recibe. Algunos materiales, denominados semiconductores, son especialmente sensibles a esta energía y los electrones comienzan a moverse tras el estímulo recibido, generando electricidad. Tradicionalmente el material más empleado ha sido el silicio, aunque se está investigando sobre la aplicación de otras sustancias que sean más económicas y fáciles de obtener.

Módulos de silicio: el silicio es uno de los minerales más abundantes en la naturaleza, pero se encuentra mezclado con otros elementos químicos y require de un proceso muy complejo para su purificación y aplicación en la industria solar. Existen tres tipos diferentes de silicio: el más puro y que ofrece rendimientos más elevados es el monocristalino, seguido del policristsalino y por último, del amorfo.

Módulos de CIGS: el CIGS es un compuesto químico formado por cinco elementos diferentes. Existen pocas empresas que fabriquen módulos de CIGS y hay problemas de comercialización debido a que la complejidad del compuesto eleva también la complejidad de los módulos.

Módulos de teluro de cadmio: es una alternativa al silicio pero es tóxico

Arseniuro de galio: es un material que se utiliza desde los años 60 en la fotovoltaica que alimenta a los satélites artificiales, pero aún resulta caro para competir con el silicio.

Fotovoltaica orgánica: se están investigando varios compuestos, pero la característica común a todos ellos es que utilizan compuestos en parte de procedencia orgánica, con lo cual la producción será más económica. Los rendimientos alcanzados no son tan elevados como en el caso de los compuestos minerales, pero el hecho de que se puedan utilizar películas de plástico coloreado e incluso transparente abre nuevos mercados a las aplicaciones fotovoltaicas, tales como la integración arquitectónica en fachadas o la inclusión en ropa, bolsos, etc. También se espera poder aplicar la fotovoltaica orgánica en cristales de ventanas, gracias a su capacidad de ser transparentes. En la imagen inferior, vemos un bolso solar que ya está disponible actualmente en el mercado español, y está fabricado por una marca española.

La instalación fotovoltaica

Como en el caso de los colectores solares, los módulos solares no son los únicos elementos de una instsalación. Para que la electricidad pueda ser utilizada, es necesario disponer de otros dispositivos que transformen la electricidad de corriente contínua en electricidad de corriente alterna, que es la que necesitamos para nuestros aparatos eléctricos. Asímismo, si lo que deseamos es disponer de esa electricidad para autocomsumo, será necesario almacenarla en baterías especiales denominadas estacionarias, de mayor duración y calidad que las baterías de coche. Al tratarse de una instalación eléctrica, también se requieren de un sistema de control y de seguridad.

Esquema de funcionamiento de una instalación aislada, es decir, de autoconsumo de la electricidad

Esquema de funcionamiento de una instalación conectada a la red, es decir, de venta de la electricidad a la compañía eléctrica