La energía fotovoltaica se produce cuando la luz solar se convierte en energía mediante el uso de células solares o semiconductores. Estas celdas semiconductoras generalmente están hechas de silicio y no contienen materiales corrosivos ni partes móviles. Mientras las células solares estén expuestas a la luz, producirán energía fotovoltaica con un mínimo de mantenimiento. Esta energía también es ambientalmente limpia, silenciosa y segura.
El término “fotovoltaica” tiene dos partes: foto, una palabra griega que significa luz, y voltaica, una referencia al innovador de la energía eléctrica Alessandro Volta. En 1839, el físico francés Edmond Becquerel descubrió el efecto fotovoltaico, la producción de un voltio mediante el uso de un semiconductor. Este descubrimiento impulsó una mayor experimentación con fuentes de luz y semiconductores, lo que llevó a la invención de células solares que producen energía fotovoltaica.
Las células solares individuales, también llamadas células fotovoltaicas, se fabrican en diferentes formas y tamaños. A veces, solo se necesita una celda para alimentar un dispositivo, pero la mayoría de las veces muchas celdas están conectadas entre sí para formar paneles o módulos solares. Estos módulos se pueden conectar para crear matrices fotovoltaicas que se pueden utilizar para alimentar pequeños edificios o grandes complejos. La producción resultante de energía fotovoltaica depende del tamaño de la matriz. El tamaño puede variar, dependiendo de la cantidad de luz solar disponible y la cantidad de energía necesaria.
Aunque la potencia de salida de un sistema de energía fotovoltaica depende de la cantidad total de exposición a la luz, seguirá generando energía en días nublados o nublados. Para almacenar esta energía para su posterior transmisión, los consumidores tienen a su disposición una variedad de sistemas de almacenamiento. La mayoría de los sistemas de almacenamiento fiables utilizan una combinación de baterías recargables y condensadores de almacenamiento de energía, algunos de los cuales pueden diseñarse para alimentación de CA o CC.
La cantidad de energía disponible en días nublados y por la noche en un sistema de energía fotovoltaica depende de la producción de energía de los módulos fotovoltaicos y la disposición de la batería. Agregar módulos y baterías adicionales aumentará la energía disponible, pero también aumentará el costo del sistema. Para obtener los mejores resultados, se debe realizar un análisis exhaustivo de las necesidades frente al costo para crear un diseño de sistema que equilibre el costo y la necesidad con la conveniencia de uso. Los sistemas que están bien diseñados ofrecen la oportunidad de expansión o reducción a medida que aumentan o disminuyen las necesidades de energía.
La energía fotovoltaica se perfila como una solución viable a los problemas energéticos en todo el mundo. Sus usos actuales incluyen centrales eléctricas, transporte, suministro de electricidad rural y carreteras solares. Si bien todavía queda un largo camino para convertirse en la principal fuente de energía del mundo, la investigación en curso sobre la energía fotovoltaica puede traer la promesa de esperanza al futuro.