La energía solar es la conversión de energía renovable de la luz solar en electricidad , ya sea utilizando directamente energía fotovoltaica (PV), indirectamente utilizando energía solar concentrada o una combinación. Los sistemas de energía solar concentrada utilizan lentes o espejos y sistemas de seguimiento solar para enfocar una gran área de luz solar en un rayo pequeño. Las células fotovoltaicas convierten la luz en corriente eléctrica mediante el efecto fotovoltaico . [1]
La energía fotovoltaica se inicialmente utilizados únicamente como una fuente de electricidad para pequeñas y medianas aplicaciones, desde la calculadora alimentado por una sola célula solar a los hogares remotos accionados por una fuera de la red del sistema PV azotea. Las plantas comerciales de energía solar concentrada se desarrollaron por primera vez en la década de 1980. Desde entonces, a medida que ha caído el coste de la electricidad solar, los sistemas fotovoltaicos solares conectados a la red han crecido de forma más o menos exponencial . Se han construido y se están construyendo millones de instalaciones y centrales fotovoltaicas a escala de gigavatios . La energía solar fotovoltaica se ha convertido rápidamente en una tecnología económica y con bajas emisiones de carbono.
La Agencia Internacional de Energía dijo en 2021 que bajo su escenario "Cero neto para 2050", la energía solar contribuiría con alrededor del 20% del consumo de energía mundial , y la energía solar sería la fuente de electricidad más grande del mundo. [2] China tiene la mayor cantidad de instalaciones solares. En 2020, la energía solar generó el 3,5% de la electricidad mundial, en comparación con menos del 3% el año anterior. [3] En 2020, el costo nivelado no subsidiado de la electricidad para energía solar a gran escala fue de alrededor de $ 36 / MWh, [4] y el costo de instalación alrededor de un dólar por vatio CC. [5]
Muchas naciones industrializadas han instalado una importante capacidad de energía solar en sus redes para complementar o proporcionar una alternativa a las fuentes de energía convencionales , mientras que un número cada vez mayor de naciones menos desarrolladas han recurrido a la energía solar para reducir la dependencia de costosos combustibles importados (ver energía solar por país ) . La transmisión a larga distancia permite que los recursos energéticos renovables remotos desplacen el consumo de combustibles fósiles. Las plantas de energía solar utilizan una de dos tecnologías:
Una célula solar , o célula fotovoltaica (PV), es un dispositivo que convierte la luz en corriente eléctrica utilizando el efecto fotovoltaico . La primera celda solar fue construida por Charles Fritts en la década de 1880. [7] El industrial alemán Ernst Werner von Siemens fue uno de los que reconocieron la importancia de este descubrimiento. [8] En 1931, el ingeniero alemán Bruno Lange desarrolló una fotocélula que utilizaba seleniuro de plata en lugar de óxido de cobre , [9] aunque las células prototipo de selenio convertían menos del 1% de la luz incidente en electricidad. Siguiendo el trabajo de Russell OhlEn la década de 1940, los investigadores Gerald Pearson, Calvin Fuller y Daryl Chapin crearon la celda solar de silicio en 1954. [10] Estas primeras celdas solares costaban 286 dólares estadounidenses / vatio y alcanzaron eficiencias del 4,5 al 6%. [11] En 1957, Mohamed M. Atalla desarrolló el proceso de pasivación de la superficie del silicio por oxidación térmica en Bell Labs . [12] [13] Desde entonces, el proceso de pasivación de la superficie ha sido fundamental para la eficiencia de las células solares . [14]
La matriz de un sistema de energía fotovoltaica , o sistema fotovoltaico, produce energía de corriente continua (CC) que fluctúa con la intensidad de la luz solar. Para un uso práctico, esto generalmente requiere la conversión a ciertos voltajes deseados o corriente alterna (CA), mediante el uso de inversores . [6] Varias células solares están conectadas dentro de los módulos. Los módulos se conectan entre sí para formar matrices, luego se conectan a un inversor, que produce energía al voltaje deseado, y para CA, la frecuencia / fase deseada. [6]
Solar PV CSP - Solar térmica
Generación mundial de electricidad en 2019 por fuente (la generación total fue de 27 PWh ) [31] [32]