Omet navegació

3.6 Energia fotovoltaica

L'energia solar fotovoltaica és la forma d'obtenció d'energia elèctrica a través de dispositius semiconductors que en rebre radiació solar s'exciten, provoquen salts electrònics i una petita diferència de potencial  en els seus extrems.

La cèl·lula solar funciona en tres passos:

Plaques solars     1) Els fotons de la llum solar incideixen al panell solar i són absorbits pels materials semiconductors, com el silici.
     2)  Els electrons (càrrega negativa) al colpejats pels fotons són trets dels seus àtoms, provocant una diferència de potencial elèctrica. S'inicia el corrent que flueix a través del material produït per aquesta diferencia de voltatge i aquesta electricitat és capturada. Els electrons només poden moure en una sola direcció a causa de l'especial composició de les cèl·lules solars produint un corrent continu.
     3)  Una conjunt de cèl·lules solars (en una placa) sumen l'energia solar de cadascuna i produeixen una quantitat major d'electricitat.

A major escala, el corrent elèctric continu que proporcionen les plaques fotovoltaiques es pot transformar en corrent altern amb inversors i pujar a la xarxa.

Les primeres cèl·lules fotovoltaiques tenien una eficiència del 5% ( de cada 100 J d'energia solar rebuda produïen 5 J d'energia en forma d'electricitat) però actualment les cèl·lules modernes tenen una eficiència del 40%.

 
Façana fotovoltaica

Avantatges: A diferència de les tecnologies de generació d'energia basades en combustibles fòssils, l'energia solar fotovoltaica no produeix cap tipus d'emissions nocives durant el seu funcionament, tot i que la producció dels panells fotovoltaics presenta també un cert impacte ambiental. Els residus finals generats durant la fase de producció dels components, així com les emissions de les factories, poden gestionar mitjançant controls de contaminació ja existents. 

Les emissions de gasos d'efecte hivernacle al llarg del cicle de vida per a la fotovoltaica són properes als 46 g / kWh, podent-se reduir f fins a 15 g / kWh en un futur proper amb plauqes noves. En comparació, un planta de gas de cicle combinat emet entre 400 i 599 g / kWh, una planta de gasoil emet 893 g / kWh, i una planta de carbó emet entre 915 i 994 g / kWh.

Els llocs més amb insolació a Europa on és més fàcil posar plaques fotovoltaiques estan marcats amb roig i taronja al mapa següent.

Insolació global a Europa

 

Ampliació de nivell: Fonament físic de l'efecte fotovoltaic

L'efecte fotovoltaic estàndard està directament relacionat amb l'efecte fotoelèctric, encara que són processos diferents. Quan la llum del sol o qualsevol altra font de llum incideix sobre una superfície de material, els electrons presents en la banda de valència absorbeixen l'energia i, en ser excitats, salten a la banda de conducció i són lliures. Aquests electrons altament excitats, no tèrmics es difonen, això genera una força electromotriu, i per tant part de l'energia de la llum es converteix en energia elèctrica.

 Mecanisme cel·lula solar