Aplicaciones y Fundamentos de la Energía Solar Fotovoltaica

Aplicaciones de la Energía Solar Fotovoltaica

Existe una gran cantidad de aplicaciones eléctricas que pueden ser suministradas por dispositivos fotovoltaicos, los cuales podrían clasificarse en dos grandes grupos:

Aplicaciones Aisladas de la Red

Son instalaciones autónomas donde la generación eléctrica se emplea para el propio autoconsumo. Dentro de estas se pueden encontrar:

• Aplicaciones espaciales
• Electrificación rural con sistemas individuales
• Iluminación
• Minicentrales fotovoltaicas
• Bombeo de agua: Es una de las grandes aplicaciones de la energía fotovoltaica. Su principal ventaja es que no necesita baterías, ya que la energía solar se transforma en energía potencial almacenada como agua en altura. Se trata de sistemas fiables, de ahí su gran implantación (varios miles a nivel mundial). La potencia de los generadores suele estar entre 1 y 10 kWp, con un rango de aplicación entre 500 y 4.000 m⁴/día.
• Telefonía y telecomunicaciones
• Sistemas de protección catódica

Aplicaciones en Conexión a Red

Se genera electricidad en las horas de luz y se inyecta a la red. Pueden ser:

• Instalaciones en campo abierto
• Instalaciones en edificios: Al tratarse de una tecnología modular, cabe la posibilidad de adaptar los paneles a distintas estructuras soporte, entre ellas a la edificación, de forma que el propio edificio determine el diseño de la instalación. Este tipo de instalaciones tiene mayor importancia en países como Alemania y Japón, siendo en este último donde se encuentra la mayor instalación integrada en edificio, en la fábrica de Sharp, con 5,21 MWp instalados. La ventaja de estas instalaciones es que aprovecha espacios sin otro uso, incluso en zonas muy pobladas, posibilidad que sólo ofrece la energía fotovoltaica, pues el resto de energías renovables precisan de espacios abiertos para su instalación. Si la instalación se proyecta con el resto del edificio, cabe la posibilidad de integrarla completamente, pudiendo incluso cumplir otras funciones como de cubierta en patio de luces o de toldo.
• Otras: Instalaciones en aparcamientos, como barreras de sonido en las carreteras o vías del tren.

Concepto de Radiación Global y sus Componentes

La radiación que alcanza el exterior de la atmósfera, llamada radiación extra-atmosférica, es unidireccional, pero al atravesarla interacciona con sus componentes, en fenómenos de reflexión, dispersión y absorción. Debido a esto, la radiación llega a la superficie terrestre con menos potencia.

A la componente unidireccional (o radiación directa) se le suma otra llamada radiación difusa, que proviene del resto de la esfera celeste. El generador fotovoltaico capta, además de estas dos componentes, la radiación reflejada en el suelo, que se conoce como radiación de albedo.

Con la suma de estas tres componentes: directa (B), difusa (D) y de albedo (R) se obtiene la radiación global.

Existen equipos de medida de radiación global, llamados piranómetros.