La energía solar es aquella que aprovechan la luz o el calor del sol, para generar electricidad o producir calor. Los paneles solares de células fotovoltaicas convierten la luz solar en electricidad mediante un proceso llamado fotoeléctrico.

La energía solar es económica, inagotable, no contaminante, reduce el uso de combustibles fósiles y no incrementa el calentamiento global. Por todo ello va en línea directa con el Acuerdo de París, al basarse en la no emisión de gases de efecto invernadero y la sustitución de energías fósiles por energías limpias.

La energía fotovoltaica no emite ningún tipo de residuo o polución durante su generación, de manera que no produce gases de efecto invernadero. Es una energía limpia, verde y renovable ya que cumple con la definición de éstas: un sistema de producción de energía no contaminante ya que no produce residuos o desechos. Es renovable por ser el sol una fuente de energía inagotable.

Un panel solar fotovoltaico está conformado por numerosas celdas solares o pequeñas células, por lo general de silicio cristalino. Es un sistema de semiconductores que pueden comportarse como conductores de electricidad o como aislantes. A una parte le sobran electrones y a la otra le faltan. Cuando la luz solar, compuesta por fotones, incide en las células fotovoltaicas de la placa, se crea un flujo de corriente directa eléctrica entre las capas que luego se convierte en corriente alterna mediante un inversor.

La principal virtud de la energía solar es que no produce contaminación de ningún tipo y no contribuye al calentamiento global ni al cambio climático. La energía solar es renovable, inagotable, económica y reduce las importaciones de energía. La facilidad de la instalación y uso de los paneles convierte la energía solar en un sistema ideal para ser utilizado en zonas rurales o de difícil acceso, facilitando el autoabastecimiento eléctrico de poblaciones alejadas de las redes eléctricas. Mediante ella se puede generar importantes volúmenes de electricidad, en especial en zonas donde haya abundancia de luz solar durante todo el año.

La principal desventaja de la energía solar es respecto a su dependencia de la radiación solar. Aunque no es necesario que haya luz directa, ya que en días nublados también funciona, aunque no con la misma eficiencia que con el cielo despejado. Si la célula fotovoltaica no se encuentra alineada en dirección perpendicular al Sol se pierde entre un 10-25 % de la energía. Las condiciones meteorológicas adversas, tales como ausencia de luz solar, nubosidad o polvo y hollín depositados sobre los paneles, afectan la eficiencia del proceso de generación eléctrica.

En una instalación de sistema solar, los componentes básicos son el/los panel/es fotovoltaico/s que captan la radiación solar y generan corriente continua, las estructuras de montaje que soportan las placas solares, el/los inversor/es solar/es que convierten la corriente continua en alterna, el sistema de comunicación de datos para hacer seguimiento de la generación de electricidad y el cableado.

Si se trata de una instalación aislada, el sistema fotovoltaico necesita una/s batería/s para acumular la energía producida no consumida y reguladores que controlan la carga de las baterías.

Existen diferentes tipologías de instalaciones solares fotovoltaicas según su configuración:

Instalaciones autónomas o aisladas de la red eléctrica (Off grid): permiten ofrecer un servicio a corriente continua o corriente alterna (equivalente a la red eléctrica) en lugares donde la red eléctrica no llega. Las instalaciones fotovoltaicas autónomas son una opción para proveer el servicio eléctrico de manera confiable, segura y respetuosa con el medio ambiente.

Estas instalaciones permiten ofrecer un servicio eléctrico, tanto en corriente continua (12, 24 o 48V) como corriente alterna (utilizando un inversor) equivalente al de la red eléctrica de la ANDE (220V / 50Hz).

Una instalación fotovoltaica autónoma puede cubrir el 100% de las necesidades eléctricas de una dependencia, aunque puede acompañarse de un sistema de soporte convencional como un grupo electrógeno (generador). Sin embargo, un consumo energético responsable por parte del usuario es esencial para aprovechar al máximo la instalación solar, por eso es conveniente utilizar electrodomésticos de bajo consumo y alto rendimiento (inverter) e incorporar actitudes de ahorro energético.

Las aplicaciones más habituales de estas instalaciones son:

Electrificación de viviendas alejadas de la red eléctrica.

Aplicaciones agrícolas y ganaderas: bombeo de agua, sistemas de riego, iluminación de invernaderos y granjas, etc.

Señalización y comunicaciones: navegación aérea y marítima, señalización de carreteras, repetidores, etc.

Alumbrado público: calles, monumentos, paradas de autobús, etc.

Instalaciones conectadas a la red eléctrica (On grid): pequeños o grandes generadores fotovoltaicos conectados a la red eléctrica y que pueden auto consumir y verter los excedentes a la red o vender la totalidad de la electricidad generada. En Paraguay aún no tenemos una legislación para poder inyectar el excedente a la red pública de transmisión. Hoy en dia los sistemas solares que tienen conexión usan la energía de la ANDE para cargar los bancos de baterías en días sin sol y para abastecer a la carga de noche.

El espacio que necesitamos para la instalación solar fotovoltaica vendrá impuesto por la cantidad de electricidad que necesitemos o queramos generar. Sabiendo que cada placa es capaz de producir una cantidad determinada de electricidad, dividiremos el total de electricidad que necesitamos entre la cantidad de electricidad que puede producir un panel solar, y obtendremos la cantidad de placas que necesitaremos. Volviendo a los datos de esa placa, sabemos el tamaño que tiene, por lo que tendremos que multiplicar su tamaño por la cantidad de placas que hemos calculado antes que vamos a necesitar. Así tendremos la superficie mínima suficiente, colocándolas todas juntas sobre el suelo. Pero deberemos tener en cuenta si vamos a darles inclinación, para calcular los pasillos idóneos entre las placas.

20 kilogramos aproximadamente.

Prácticamente nada. Es recomendable realizar una inspección visual cada cierto tiempo para comprobar que los paneles y sus soportes se encuentran en buen estado. Por otro lado, si la instalación se encuentra en zona industrial o en algún lugar dónde no llueva con una frecuencia relativa, se recomienda limpiar los paneles con agua cada cierto tiempo para mejorar la captación de la radiación.

La sombras sobre un panel solar es, sin duda, uno de los mayores enemigos que nos podemos encontrar para un sistema de energía solar fotovoltaico. Cuando una placa solar se encuentra total o parcialmente sombreada, reduce drásticamente su producción de electricidad, pero además de esto afectará al resto de placas que se encuentren conectadas a la sombreada y puede originar también puntos calientes que deterioren físicamente el panel.

En un día nublado los paneles solares pueden producir entre un 10 % y un 15 % de su rendimiento típico de los días soleados. Obviamente la cantidad de electricidad producida por estos será inferior al de los días soleados y sin nubes.

Los fabricantes testean continuamente los paneles solares que sacan al mercado para garantizar su calidad a partir de la normativa vigente así como su resistencia y durabilidad.

Estas pruebas pueden variar en función de un país u otro, por ejemplo, en América del Norte es común el certificado de calidad Sharp ND-24QCJ, que se trata de lanzar bolas de 2 pulgadas de diámetro de 535 gramos de peso tiradas desde 130 centímetros de distancia.

Fuera del mercado norteamericano es muy común el Certificado de Calidad IEC, que componen una serie de exigentes pruebas, donde destaca una prueba de impacto que consta de lanzar bolas de hielo de hasta 203 gramos a 39,5 metros/segundo. Para conseguir esta Certificación el módulo no deberá sufrir una degradación superior al 5% sin daños visibles.

Cabe destacar que uno de los motivos por el que los fabricantes invierten tanto dinero en mejorar la resistencia de sus placas solares ante situaciones meteorológicas extremas, es porque no siempre la garantía cubre estos daños, y siempre que su uso e instalación hayan sido correctos así como la ubicación de la placa solar y el cumplimiento de la certificación, no tiene porqué sufrir daños la placa solar a pesar de que se dé una fuerte tormenta, granizo o el clima más extremo.

Teniendo en cuenta que el panel carece de partes móviles y que las células y los contactos van encapsulados en una robusta resina sintética, se consigue una muy buena fiabilidad junto con una larga vida útil, del orden de 25 años o más. Además si una de las células falla, esto no afecta al funcionamiento de las demás, y la intensidad y voltaje producidos pueden ser fácilmente ajustados añadiendo o suprimiendo células.

Existen diferentes maneras, la más rápida, cómoda y utilizada es mediante estructuras de aluminio, las cuales pesan poco y disponen de accesorios de sujeción a la terraza o al tejado por ejemplo para tejado de teja, tejado de chapa, y según si se trate de una estructura que se adapta a la misma inclinación que tu tejado, o de una estructura solar regulable que dispone de ángulos para adaptar la inclinación a la más eficiente para el lugar donde se instale. La regulable se utiliza en superficies planas o en tejados con poca inclinación. Dispone de piezas para sujetar las placas y se utiliza luego un sellador o adhesivo de poliuretano para sellar las sujeciones en el tejado y así se evita que haya filtración de agua.

Es el equipo encargado de convertir la energía que entregan los paneles solares (Corriente continua – Voltaje DC) en energía útil para alimentar los electrodomésticos y equipos eléctricos (Corriente alterna – Voltaje AC).

Es un dispositivo requerido únicamente cuando se utilizan baterías para almacenar la electricidad. Protege las baterías de sobrecargas y también bloquea el paso de corriente de las baterías en caso de descarga, asegurando que la corriente que se necesita sea la que el sistema entregue. Algunos inversores actualmente ya tienen integrado el controlador para el banco de baterías, en especial los diseñados para sistemas Off grid o sin conexión a la ANDE.

El vatio-hora (Wh) es una unidad de energía expresada en forma de unidades de potencia por tiempo. Expresa la cantidad de energía capaz de producir y sustentar una cierta potencia durante un determinado tiempo. Así, un vatio-hora es la energía necesaria para mantener una potencia constante de un vatio (1 W) durante una hora. Más frecuentemente usados son sus múltiplos kilovatio-hora y megavatio-hora, de símbolos kWh y MWh respectivamente.

El vatio (o watt) mide la potencia de consumo instantánea. El vatio-hora mide la cantidad de trabajo realizada durante un tiempo determinado. Por ejemplo, si tenemos un artefacto de 100 W de potencia y lo tenemos encendido durante 1 hora, habrá consumido 100 Wh. Si ese mismo artefacto estuviere encendido durante 2 horas, habrá consumido 200 Wh. El consumo eléctrico facturado se mide en vatios-hora, no en vatios. La potencia eléctrica de los aparatos eléctricos se expresa en vatios cuando son de poca potencia; pero si son de mediana o gran potencia, se expresa en kilovatios (Kw) que equivale a 1000 vatios.

La cuantificación exacta también depende de eventuales incentivos, pero, en general, el tiempo es mucho menor respecto a la vida útil de una instalación, que llega a durar un cuarto de siglo. Según la presencia de aportes y la latitud de la instalación (de la que depende la cantidad de energía que se puede producir), las estimaciones varían desde un mínimo de 3 hasta un máximo de 10 años. De todas maneras, la inversión inicial se recupera abundantemente y el costo de los paneles es cada vez menor gracias a los nuevos materiales y tecnologías.

Mediante la instalación de paneles solares y controladores electrónicos, estos sistemas son capaces de, siempre que haya sol, bombear grandes caudales de agua sin un costo adicional, proporcionando una ventaja clave en riegos de grandes superficies, bebederos para ganados y abastecimiento de agua para residencias. Pueden ser usados con bombas sumergibles o con bombas de superficie.

Las proyecciones indican que la energía solar debería convertirse en uno de los principales sustitutos de los combustibles fósiles, por diversas razones, entre ellas el continuo abaratamiento de los paneles solares. Fatih Birol, director ejecutivo de la Agencia Internacional de Energía (AIE), declaró durante la COP21, París, 2015: “La transición del sector energético en las próximas décadas será fundamental para alcanzar los objetivos climáticos y el desarrollo sostenible. La acción conjunta de los gobiernos y el sector privado ha ayudado a mantener las emisiones globales relacionadas con la energía sin cambios en los últimos tres años. Nuestro análisis muestra que podemos cumplir objetivos climáticos mientras conseguimos acceso a la energía y mejoramos el medio ambiente «.

Sin embargo, IRENA, la Agencia Internacional de Energías Renovables, en el mismo escenario advirtió que “Los componentes de energía renovable de los actuales planes climáticos nacionales se encuentran retrasados con respecto a las tendencias de aplicación reales, los objetivos nacionales de energía y el potencial rentable para una implementación acelerada”.