En términos sencillos, la energía solar es simplemente la capacidad de generar electricidad o energía térmica a partir del sol. Los paneles solares fotovoltaicos, o sistemas FV, convierten los rayos del sol en electricidad utilizable mediante diversos métodos, incluyendo los paneles solares fotovoltaicos. Además de generar electricidad mediante energía fotovoltaica, la energía solar se utiliza comúnmente para calentar interiores o fluidos. Para aprovechar al máximo la energía solar con tecnología solar, se pueden instalar sistemas de agua caliente sanitaria y diseñar edificios que utilicen calefacción solar pasiva.
¿Estás interesado en los beneficios de la energía solar?
Los paneles solares residenciales, comerciales y de servicios públicos se instalan en tres escalas. El tamaño de una propiedad residencial determina si los paneles solares deben instalarse en la azotea de las casas o en terrenos abiertos (montados en el suelo). Los paneles solares a escala residencial suelen oscilar entre 5 kilovatios (kW) y 20 kilovatios (kW). Los proyectos de energía solar con fines comerciales son generalmente más grandes que los de uso residencial. Los paneles solares instalados a gran escala proporcionan a las empresas y organizaciones sin fines de lucro energía solar in situ, independientemente de su tamaño y costo. Los sistemas solares de alta potencia utilizados por las empresas de servicios públicos suelen ser grandes instalaciones de varios megavatios (MW).
Muchos compradores de energía solar no pueden instalarla en sus propiedades debido al costo u otros factores, pero la energía solar comunitaria ofrece una conexión más directa con proyectos de energía solar a gran escala. Por lo tanto, los parques solares comunitarios suelen desarrollarse en una ubicación centralizada, en lugar de en las propiedades de cada cliente. En lugar de instalar paneles solares en sus propiedades, los consumidores residenciales pueden suscribirse a un proyecto solar comunitario.
¿Cuál es el funcionamiento de los paneles solares?
Normalmente, un panel solar (también llamado módulo solar) consta de células de silicio, una estructura metálica, una carcasa de vidrio y cableado para transferir la electricidad. Este no metal (el átomo #14 de la tabla periódica) absorbe la luz solar y la convierte en electricidad. Al interactuar con una célula de silicio, la luz pone en movimiento los electrones, lo que inicia un flujo de electricidad. Esto se conoce como «efecto fotovoltaico», que describe el funcionamiento de los paneles solares.
Este efecto fotovoltaico se encuentra en el corazón de la ciencia de generar energía con paneles solares. Edmond Becquerel lo descubrió en 1839 y puede considerarse como una característica de algunos materiales (llamados semiconductores) que les permite generar una corriente eléctrica cuando se exponen a la luz solar.
El método fotovoltaico (o sistema fotovoltaico) implica los siguientes pasos principales:
- La radiación solar es absorbida por la célula solar fotovoltaica de silicio.
- Cuando los rayos del sol chocan con la celda de silicio, los electrones comienzan a migrar, lo que genera un flujo de corriente eléctrica.
- Los cables recogen y transmiten energía de corriente continua (CC) a un inversor solar, que la convierte en corriente alterna (CA).
Una breve historia de la energía solar.
Bell Labs creó la primera célula fotovoltaica de silicio en 1954. Si bien la energía solar ya se absorbía y transformaba en energía útil mediante técnicas indirectas, no fue hasta 1954 que se convirtió en una fuente viable para alimentar equipos durante largos periodos. Las primeras células fotovoltaicas transformaban la radiación solar en electricidad con una eficiencia del 4 %; en comparación, muchos paneles solares comunes hoy en día pueden convertir la energía del sol en energía solar con una eficiencia del 20 %, una cifra que aumenta continuamente.
A pesar de que la adopción de la energía solar fue lenta al principio, diversos incentivos y leyes federales y estatales ayudaron a reducir el costo total de la energía solar lo suficiente como para que se generalizara su adopción. Actualmente, la energía solar tiene capacidad suficiente para abastecer a 11 millones de los 126 millones de hogares del país.
El precio de la energía solar
El precio de la energía solar ha disminuido significativamente junto con una mejora en la eficiencia solar. Durante la década anterior, el costo de instalación de paneles solares se redujo en más de 60%, y muchos analistas de mercado creen que los costos seguirán disminuyendo en los próximos años:
Además, según su lugar de residencia, muchos reembolsos e incentivos para la energía solar pueden ayudar a reducir aún más su precio. El Crédito Fiscal a la Inversión (ITC) federal es uno de los incentivos más importantes disponibles para quienes estén considerando adoptar la energía solar a nivel nacional, ya que permite deducir el 26 % del costo de instalación de un sistema de paneles solares de sus impuestos federales sobre la renta. Este beneficio no durará mucho más; en 2023, el ITC gubernamental se reduce a 22% y desaparece por completo para los sistemas solares residenciales en 2024.
Además del ITC federal, varios estados y servicios públicos brindan beneficios adicionales (como la medición neta), lo que reduce aún más el costo de la electricidad solar.
La luz del sol es gratuita y accesible.
Cualquier punto de la superficie terrestre donde la luz solar alcanza la superficie puede producir energía solar. La energía solar es una fuente de energía limpia, asequible y renovable que se utiliza en casi todo el mundo. Y dado que la energía solar se deriva del sol, constituye una fuente infinita de energía. Las tecnologías basadas en energías renovables proporcionan energía a partir de recursos ilimitados. Por ejemplo, compare la producción de energía a partir de fuentes de energía renovables con la energía fósil. Dado que el petróleo, el gas y el carbón tardaron decenas de miles de años en generarse, cada vez que se quema uno de estos valiosos recursos para producir energía, se acerca un poco más a su agotamiento. Cuando la electricidad se produce a partir de un recurso renovable, como el viento, el sol o la energía hidroeléctrica, ese recurso no se agota. Siempre habrá luz solar constante sobre la superficie de la Tierra, e incluso después de haberse convertido en energía, queda un suministro ilimitado de luz solar. Por ello, la energía solar es, por definición, un recurso renovable.
Si bien fuentes de energía como el petróleo y el gas aún representan una porción importante de la actual combinación eléctrica del país, fuentes de energía renovables como la solar están asumiendo gradualmente una porción cada vez mayor de ese rol, siempre y cuando el costo de la energía solar y de otras tecnologías renovables se mantenga bajo.
¿Quieres pasarte a la energía solar?
No existe un método universal para instalar paneles solares y cambiar a una fuente de electricidad más ecológica. Para evaluar si su casa o empresa es un candidato viable para la energía solar, hay varios aspectos que debe considerar. Al decidir si instalar energía solar, debería considerar al menos: "¿En qué tipo de casa vivo? ¿Es de mi propiedad? ¿Cuánto gasto en electricidad? ¿Es mi tejado apto para energía solar? ¿Qué antigüedad tiene, qué tamaño tiene y qué ángulo tiene?".
La primera pregunta es quizás la más reveladora: cuanta más energía consumas y más pagues por ella, más dinero ahorrarás al cambiar a energía solar. Además, instalar energía solar será considerablemente más difícil si alquilas la propiedad o vives en una vivienda multifamiliar que si eres propietario. Por último, un tejado con mucha luz solar directa, en buen estado y orientado al sur sería el mejor para la energía solar. Si alguna de estas características no te aplica, pero aun así te interesa la energía solar, consulta nuestra publicación sobre si la energía solar es una buena opción para ti.
Coches eléctricos, energía solar más almacenamiento de batería y mucho más
La rápida expansión estatal e internacional de la energía solar también ha provocado un crecimiento paralelo en una serie de sectores vecinos. En particular, los automóviles eléctricos y el almacenamiento de energía son dos industrias listas para despegar junto con la energía solar al aumentar las fortalezas de la energía solar.
La importancia de almacenar la energía generada pero no utilizada a lo largo del día para su uso posterior ha aumentado debido a que los paneles solares solo pueden generar energía durante el sol. Por ejemplo, las baterías solares pueden utilizarse para almacenar energía y aprovecharla cuando el sol no produce tanta energía. Además, los sistemas de energía solar con almacenamiento ofrecen otras ventajas, como seguridad energética, resiliencia de la red y electricidad más económica, y son compatibles con instalaciones de paneles solares de todos los tamaños.
Otro elemento posicionado para beneficiarse de la adopción de la energía solar son los automóviles eléctricos. Los automóviles eléctricos están destinados a desempeñar un papel importante en la industria automotriz durante muchos años, ya que tienen costos operativos más bajos que los vehículos convencionales con motor de combustión interna, así como costos de combustible e impacto ambiental reducidos. La energía solar es una combinación maravillosa para la mayor demanda de energía provocada por el desarrollo de vehículos eléctricos. La energía solar directa de los paneles solares distribuidos proporciona electricidad asequible y fiable para los coches eléctricos. La energía solar ha sido uno de los métodos más baratos, confiables y limpios para impulsar nuestro futuro eléctrico en una era de mayor electrificación doméstica.
