Los paneles solares

Estos dispositivos tecnológicos que aprovechan la energía solar convirtiéndola en energía utilizable para poder utilizarlos en nuestros quehaceres.

Su origen:

Los paneles solares fotovoltaicos, específicamente el efecto fotovoltaico fue descubierto por el francés Alexandre Edmond Bequerel en 1838 cuando tenía sólo 19 años.

 Bequerel estaba experimentando con una pila electrolítica con electrodos de platino cuando comprobó que la corriente subía en uno de los electrodos cuando este se exponía al sol.

El paso muy importante, después de la primera se dio en 1873 cuando el ingeniero eléctrico inglés Willoughby Smith descubre el efecto fotovoltaico en sólidos. En este caso sobre el Selenio.

Años más tarde, en 1877, El inglés William Grylls Adams profesor de Filosofía Natural en la King College de Londres, junto con su alumno Richard Evans Day, crearon la primera célula fotovoltaica de selenio.

Si bien en todos estos descubrimientos la cantidad de electricidad que se obtenía era muy reducida y quedaba descartada cualquier aplicación práctica, se demostraba la posibilidad de transformar la luz solar en electricidad por medio de elementos sólidos sin partes móviles.

La posibilidad de una aplicación práctica del fenómeno no llegó hasta 1953 cuando Gerald Pearson de Bell Laboratories, mientras experimentaba con las aplicaciones en la electrónica del silicio, fabricó casi accidentalmente una célula fotovoltaica basada en este material que resultaba mucho más eficiente que cualquiera hecha de selenio. A partir de este descubrimiento, otros dos científicos también de Bell, Daryl Chaplin y Calvin Fuller perfeccionaron este invento y produjeron células solares de silicio capaces de proporcionar suficiente energía eléctrica como para que pudiesen obtener aplicaciones prácticas de ellas. De esta manera empezaba la carrera de las placas fotovoltaicas como proveedoras de energía.

De la búsqueda de aplicaciones a su empleo en los satélites espaciales

Pese a los avances técnicos alcanzados en el aumento del rendimiento de las células, los costes eran excesivamente altos y limitaban enormemente su aplicación práctica.

Mientras que en 1956 el coste del vatio de electricidad producido por centrales convencionales rondaba los 50 céntimos de dólar, el producido por paneles fotovoltaicos llegaba los 300 dólares lo que descartaba el uso de esta tecnología como suministrador de grandes cantidades de electricidad.

La demanda de paneles solares sólo venia de la industria juguetera, que los empleaba para suministrar potencia a pequeños artefactos como maquetas de aviones y coches, o de la industria electrónica, para aplicarlos en pequeños aparatos eléctricos sencillos como radios para la playa. Esta situación limitaba mucho el desarrollo de esta tecnología ya que eran muy reducidos los ingresos que se generaban haciéndose muy difícil destinar cantidades de dinero importantes a su desarrollo.

Por fortuna se encontró una aplicación ideal para el estado del desarrollo de los paneles solares fotovoltaicos en aquel momento; la alimentación del equipo de los satélites espaciales en la incipiente carrera espacial. El costo no fue un factor limitante ya que los recursos dedicados en la carrera del espacio eran enormes. Primaba la capacidad de proveer energía eléctrica de manera fiable en áreas de muy difícil acceso. En eso la energía solar fotovoltaica resultaba muy competitiva.

Pese a la desconfianza y a las reticencias iniciales de algunos dirigentes de la NASA, la tecnología fotovoltaica acabó por ganarle el pulso a las otras dos tecnologías que se barajaron para alimentar los satélites; las baterías químicas y la energía nuclear. Las baterías una vez agotadas inutilizaban todo el equipo mientras que la energía nuclear ofrecía muchas complejidades y apenas fue utilizado en unos pocos proyectos. Los paneles solares por el contrario eran capaces de suministrar energía de manera fiable por muchos años sin grandes complicaciones.

Así, en 1955, se le asigna a la industria en EEUU el encargo producción de paneles fotovoltaicos para aplicaciones espaciales. Esto significó sin duda un importantísimo impulso que permitió un crucial desarrollo tecnológico del sector. Como ejemplo cabe citar que la empresa Hoffman Electrónic ofreció, en 1955, células de 14 mW con un rendimiento del 3% a un costo de 1500$/W. Dos años después esta misma empresa desarrolla células solares ya con un rendimiento del 8%.

El 17 de marzo de 1958, finalmente, se lanza el Vanguard I, el primer satélite alimentado con paneles solares fotovoltaicos. El satélite llevaba 0,1W en una superficie aproximada de 100 cm2 para alimentar un transmisor de 5 mW. Si bien en este satélite los paneles solares eran solo la fuente de energía de respaldo, acabaron por convertirse en la fuente principal cuando las baterías consideradas fuente de alimento principal se agotaron en tan sólo 20 días. El equipo estuvo operativo con esa configuración por 5 años.

La fiabilidad que habían demostrado los paneles solares fotovoltaicos propició su empleo sistemático en gran número de misiones espaciales y supuso un enorme impulso para la industria fotovoltaica. Sin lugar a dudas la carrera espacial tal como la conocemos no hubiera sido posible sin la existencia de los paneles solares fotovoltaicos. De igual manera se puede afirmar que el actual desarrollo de los paneles solares fotovoltaicos y su importante proyección de futuro hubieran sido muy difíciles sin el impulso que le dio la carrera espacial.

Últimos avances:

-Paneles solares flotantes
-Perovskistas
-Tinta fotovoltaica