Energías Renovables: Células Fotovoltaicas y Aerogeneradores

El tipo más común de célula fotovoltaica es la de silicio cristalino. El silicio es un material semiconductor. Sus propiedades de conductividad eléctrica están situadas a medio camino entre los materiales conductores y los aislantes.

Los átomos de silicio tienen cuatro electrones en su orbital de valencia, electrones que forman una red cristalina con otros átomos de silicio. Los átomos comparten cada uno de sus cuatro electrones con los demás átomos que le rodean, formando poderosos enlaces que mantienen unida la estructura. Al compartir dichos electrones con sus cuatro átomos vecinos, el átomo de silicio adquiere su configuración de gas noble.

La libertad de movimiento de algunos electrones se representa en una variable del semiconductor conocida como conductividad intrínseca. Esta no sirve para generar electricidad. Para hacerlo, deben introducirse impurezas en la red cristalina. Los átomos de dichas impurezas pueden tener o bien un electrón más que el átomo de silicio o bien un electrón menos que el átomo de silicio. La introducción de átomos de impurezas se denomina dopado.

El soporte de un aerogenerador debe proporcionar resistencia y consistencia mecánica. Debe ser capaz de soportar la fuerza de empuje del viento y las vibraciones que este pueda generar. Existen diversos tipos de soportes: las máquinas más pequeñas, por ejemplo, emplean soportes atirantados o basculantes; los soportes metálicos o en celosía. Los soportes más comunes hoy en día son los de estructura metálica en forma de tubo o torre cilíndrica.

El elemento que permite captar la energía cinética del aire para transformarla en energía mecánica de rotación es el rotor, el cual puede ser de eje vertical u horizontal. El diseño de las palas de un generador eólico es uno de los elementos que más influirán en su rendimiento. Los principales parámetros para conocer las características y el comportamiento de un rotor son: la velocidad típica, la solidez y el rendimiento aerodinámico. Este último es el parámetro más significativo e importante de una pala. Expresa qué parte de la energía del viento se transforma en energía útil.

Casi todos los aerogeneradores de eje horizontal disponen de sistemas de orientación para garantizar que el eje del rotor esté en línea con la dirección del viento e incrementar así el grado de aprovechamiento de la energía eólica.

El sistema de control de potencia es uno de los componentes más importantes del aerogenerador. La velocidad del viento no es constante y, en ocasiones, cuando es excesiva, puede llegar a someter la turbina a una velocidad que genere fuerzas de inercia superiores a las permitidas.

Es el dispositivo encargado de transformar la energía mecánica de la turbina eólica en energía eléctrica.