Energía solar fotovoltaica

[16]​ [17]​[18]​ Actualmente el coste de la electricidad producida en instalaciones solares se sitúa entre 0,05-0,10 $/kWh en Europa, China, India, Sudáfrica y Estados Unidos.

Este primitivo dispositivo presentaba una eficiencia menor del 1 %, pero demostró de forma práctica que, efectivamente, producir electricidad con luz era posible.

En el diseño de este se usaron células solares creadas por Peter Iles en un esfuerzo encabezado por la compañía Hoffman Electronics.

[32]​ El sistema fotovoltaico le permitió seguir transmitiendo durante siete años mientras que las baterías químicas se agotaron en solo 20 días.

Había cierto escepticismo inicial sobre el funcionamiento del sistema, pero en la práctica las células solares demostraron ser un gran éxito, y pronto se incorporaron al diseño de nuevos satélites.

La tecnología fotovoltaica, si bien no es la única que se utiliza, sigue predominando a principios del siglo XXI en los satélites de órbita terrestre.

[50]​ Otros vehículos espaciales que utilizan la energía fotovoltaica para abastecerse son la sonda Mars Reconnaissance Orbiter,[51]​ Spirit y Opportunity, los robots de la NASA en Marte.

Sin embargo, este éxito también fue la razón de su lento crecimiento: el mercado aeroespacial estaba dispuesto a pagar cualquier precio para obtener las mejores células posibles, por lo que no había ninguna razón para invertir en soluciones de menor costo si esto reducía la eficiencia.

En 1969, Berman se unió al laboratorio de Exxon en Linden, Nueva Jersey, denominado Solar Power Corporation (SPC).

[61]​ Su esfuerzo fue dirigido en primer lugar a analizar el mercado potencial para identificar los posibles usos que existían para este nuevo producto, y rápidamente descubrió que si el coste por vatio se redujera desde los 100 $/Wp a cerca de 20 $/Wp surgiría una importante demanda.

Las pequeñas imperfecciones que podían arruinar un lingote de silicio (o una oblea individual) para su uso en electrónica, tendrían poco efecto en aplicaciones solares.

Como Tideland había tenido éxito, Automatic Power comenzó entonces a procurarse su propio suministro de paneles solares fotovoltaicos.

Encontraron a Bill Yerkes, de Solar Power International (SPI) en California, que estaba buscando un mercado donde vender su producto.

En estos emplazamientos, se instalan transmisores de baja potencia (LPT) para recibir y retransmitir la señal entre la población local.

[73]​ En los países en desarrollo, muchos pueblos se encuentran situados en áreas remotas, a varios kilómetros de la red eléctrica más próxima.

[99]​ La fotovoltaica integrada en edificios (BIPV, en sus siglas en inglés) se está incorporando de forma cada vez más creciente como fuente de energía eléctrica principal o secundaria en los nuevos edificios domésticos e industriales,[100]​ e incluso en otros elementos arquitectónicos, como por ejemplo puentes.

[128]​[129]​ Europa Asia-Pacífico América del norte y sur China África y Oriente Medio Resto del mundo Históricamente, Estados Unidos lideró la instalación de energía fotovoltaica desde sus inicios hasta 1996, cuando su capacidad instalada alcanzaba los 77 MW, más que cualquier otro país hasta la fecha.

[143]​[144]​ La instalación de energía fotovoltaica se ha desarrollado espectacularmente en el país asiático en años recientes, superando incluso las previsiones iniciales.

[152]​ Un informe privado[153]​ recoge que la energía solar fotovoltaica se ha expandido rápidamente durante los últimos 8 años, creciendo a una media del 40 % cada año.

[167]​ En 2012, las tarifas introducidas costaban a Alemania unos 14 000 millones de euros por año, tanto para las instalaciones eólicas como solares.

En 2009, India anunció un programa para acelerar el uso de instalaciones solares en los edificios gubernamentales, al igual que en hospitales y hoteles.

Un informe publicado en 2013 por el Deutsche Bank concluía que efectivamente la paridad de red se había alcanzado en Italia y otros países del mundo.

[223]​[224]​ México es el segundo país latinoamericano con mayor capacidad instalada (7,0 GW en 2021),[225]​ y tiene aun un enorme potencial en lo que respecta a energía solar.

La organización PV Market Alliance (PVMA), un consorcio formado por varias entidades de investigación, calcula que la capacidad global estará entre los 444-630 GW en 2020.

Para el año 2050, se estima que más del 20 % de la electricidad mundial podría ser cubierto por la energía fotovoltaica.

[256]​[257]​ El proyecto Blythe Solar Power consiste en una planta fotovoltaica de 500 MW, situada igualmente en Riverside County, cuya construcción está prevista próximamente.

Sin embargo, en los últimos años, debido al creciente auge de pequeñas instalaciones de energía renovable, el autoconsumo con balance neto ha comenzado a ser regulado en diversos países del mundo, siendo una realidad en países como Alemania, Italia, Dinamarca, Japón, Australia, Estados Unidos, Canadá y México, entre otros.

[285]​ Esta cifra es aún menor en países como España, con una irradiación superior a la existente en el norte del continente europeo.

Con la tecnología actual, los paneles fotovoltaicos recuperan la energía necesaria para su fabricación en un período comprendido entre 6 meses y 1 año y medio; teniendo en cuenta que su vida útil media es superior a 30 años, producen electricidad limpia durante más del 95 % de su ciclo de vida.

[330]​ En dichas tecnologías de capa delgada se observan también fuertes variaciones estacionales porque la influencia del espectro solar es mucho mayor.

Célula solar monocristalina durante su fabricación.
Viviendas sostenibles alimentadas mediante energía solar fotovoltaica en el barrio solar de Vauban ( Friburgo , Alemania ).
Mapamundi de radiación solar . Los pequeños puntos en el mapa muestran el área total de fotovoltaica necesaria para cubrir la demanda mundial de energía usando paneles solares con una eficiencia del 8 %.
El físico francés Alexandre-Edmond Becquerel fue el descubridor del efecto fotovoltaico en 1839, fundamental para el desarrollo de las células fotoeléctricas .
Esquema del campo eléctrico creado en una célula fotovoltaica mediante la unión pn entre dos capas de semiconductores dopados.
Estructura básica de una célula solar basada en silicio , y su principio de funcionamiento.
La Estación Espacial Internacional , que obtiene su energía a través de paneles fotovoltaicos, fotografiada contra la negrura del espacio y la delgada línea de la atmósfera de la Tierra .
Detalle de los paneles solares fotovoltaicos de la Estación Espacial Internacional.
Las aplicaciones aisladas de la red eléctrica supusieron uno de los primeros usos terrestres de la energía solar fotovoltaica, contribuyendo en gran medida a su desarrollo. En la imagen, faro de Noup Head en Reino Unido .
Vehículo eléctrico propulsado mediante energía fotovoltaica, vencedor del South African Solar Challenge .
Parquímetro abastecido mediante energía solar fotovoltaica, en Edimburgo , Reino Unido .
Calculadora solar básica Sharp .
Refugio de montaña alimentado mediante energía fotovoltaica, en el Parque nacional de Aigüestortes y Lago de San Mauricio ( Pirineos , España).
Los sistemas de bombeo fotovoltaico pueden utilizarse para proporcionar agua en sistemas de riego, agua potable en comunidades aisladas o abrevaderos para el ganado.
Equipo del Nuna 3 , vehículo solar competidor en el World Solar Challenge .
Marquesina solar situada en el aparcamiento de la Universidad Autónoma de Madrid (Madrid, España).
Un inversor solar instalado en una planta de conexión a red en Speyer, Alemania .
Planta solar situada en la Base de la Fuerza Aérea Nellis ( Nevada , Estados Unidos ). Estos paneles siguen el recorrido del Sol sobre un eje.
Conectores de un panel solar , utilizados para transportar la corriente continua generada por el mismo hasta el inversor, donde se transforma generalmente en corriente alterna para su posterior utilización.
Seguidor solar dotado con paneles de concentración fotovoltaica, capaz de producir 53 kW . A su lado se encuentra el vehículo eléctrico Tesla Roadster , permitiendo apreciar su escala.
Cuota de mercado de los principales países productores de células fotovoltaicas entre 1995 y 2013.
Barack Obama durante una visita a una instalación fotovoltaica en el tejado del Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver, en febrero de 2009.
Paneles solares sobre el tejado de varios edificios, en el barrio solar de Vauban , en Friburgo ( Alemania ).
Capacidad fotovoltaica total instalada en India hasta 2016.
Fachada fotovoltaica en el edificio MNACTEC ( Tarrasa , España ).
Complejo solar Pirapora, el más grande de Brasil y Latinoamérica con 321 MW.
Solar park
Parque solar Lauingen Energy Park, de 25,7 MW en Suabia ( Baviera , Alemania ).
Parque solar en Waldpolenz, Alemania .
Instalación fotovoltaica sobre tejado en una residencia de Boston ( Massachusetts , Estados Unidos ).
Ejemplo de integración de la energía solar fotovoltaica sobre el tejado de una vivienda.
Cronología de las eficiencias de conversión logradas en células solares fotovoltaicas (fuente: National Renewable Energy Laboratory de Estados Unidos).
Evolución del precio de las células fotovoltaicas de silicio cristalino (en $/Wp) entre 1977 y 2015 (fuente: Bloomberg New Energy Finance). [ 287 ]
Laminados fotovoltaicos de capa fina siendo instalados sobre un tejado.
Cuota de mercado de las diferentes tecnologías fotovoltaicas: Se observa la predominancia de las células de silicio. En 2010, la cuota de la tecnología de capa delgada cayó un 30 % debido al crecimiento de las más eficientes tecnologías de silicio mono y policristalinas que dominan el mercado (están representadas en azul claro e intenso). [ 311 ]
El presidente de Estados Unidos Barack Obama pronuncia un discurso durante la inauguración de una planta solar fotovoltaica, en mayo de 2009.