EFECTO FOTOVOLTAICO » Qué es, Cómo se produce

hablar de la energía solar es hablar de un tema amplio en el que se agrupan una gran cantidad de téminos y elementos que deben ser conocidos,uno de ellos es el llamado efecto fotovoltaico o fotoeléctrico.

En este artículo veremos ¿qué es?, ¿cómo se produce?, ¿cuáles son sus características? e incouso ¿qué tiene que ver el silicio en dicho efecto?

Qué es el efecto fotovoltaico

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En lenguaje sencillo, este efecto consiste en transformar la energía solar en energía eléctrica por medio de dispositivos semiconductores conocidos mayormente como células fotovoltaicas.

Se transforma la energía del sol en energía eléctrica, gracias a un material que absorbe los fotones y acto seguido emite electrones.

En este punto, tenemos la fuente que es capaz de estimular a dichos electrones que es la radiación solar. En el momento en el que un fotón choca contra un electrón que esté en la última órbita de un átomo de silicio, empieza el efecto fotovoltaico.

Este choque hace que el electrón obtenga energía del fotón y pueda excitarse. Si la energía que el electrón obtiene del fotón es más alta que la que tiene la fuerza de atracción del núcleo del átomo de silicio, estaremos ante una salida del electrón de la órbita.

Células fotovoltaicas

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Todas las células son elaboradas a base de uno de los elementos más accesibles y componente fundamental de la arena como lo es el silicio.

Adicionalmente están otros elementos como el fósforo y el boro, los cuales son capaces de producir corrientes de aproximadamente 2, 3 o 4 amperios. Si llevamos ese amperaje a voltaje, estaríamos hablando de un promedio de 0,46 a 0,48 voltios.

Pero eso no es todo sino que además usan como fuente la radiación luminosa. Otro detalle digno de mención es que cada una de las células se montan en paneles en circuito solares con el objetivo de conseguir el voltaje deseado y adecuado.

El voltaje que se conserva es capaz de hacer que los electrones salten de una capa hasta otra y esto crea un flujo de corriente proporcional a la radiación incidente, a su vez la capa antirreflejo va aumentando la calidad de la célula.

Que es el silicio

El silicio es el elemento encargado de conducir electricidad. Lo podemos encontrar de manera abundante en la arena de la tierra, y en un proceso de depuración podemos obtener silicio puro.

Además de conducir la electricidad es también aislante eléctrico a una temperatura muy baja, pero cuando hay presencia de mucha energía es un excelente conductor.

Algunos fabricantes de células fotovoltaicas prefieren depurarlo con boro para así obtener la carga positiva y con fósforo para adquirir la negativa. Estas dos capas siempre permanecerán separadas gracias a la capa delgada que las mantiene como capas neutras.

Cómo se produce el efecto fotovoltaico

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El silicio de conducción desvía toda la energía hacia donde es más útil. Los átomos se quedan libres y viajan con normalidad por cualquier material semiconductor.

Por su parte, los electrones que se liberan de las cargas van a otros átomos donde hay espacios libres y el movimiento de estos electrones es lo que se conoce como corriente de carga.

Cuando hay muchas células unidas, se puede producir una energía aún mayor, y un grupo de paneles proveerán la electricidad suficiente para cubrir los consumos diarios de una vivienda habitual.

Es decir, mientras más energía solar reciba una célula, mayor será la energía eléctrica que se generará ya que mayor será el número de electrones conductores que se creen.

A este respecto, se entiende que un panel solar tenga un rendimiento bajo a primeras horas de la mañana y alto al mediodía cuando más fuerte sean los rayos del sol en la superficie de la placa solar.

Para entender lo anterior y el proceso fotovoltaico en su totalidad, hay que saber que la luz solar está compuesta de diferentes tipos de partículas llamadas fotones, los cuales a su vez están compuestos por diferentes tipos de energía, desde rayos gamma y rayos x luz visible, luz ultravioleta y luz infrarroja.

Se debemos lograr que todos los fotones solares choquen con las células de la forma más adecuada posible ya que la energía que liberen será mayor.

Datos interesantes sobre el efecto fotovoltaico

En principio tenemos que las células fotovoltaicas pueden llegar a generar la electricidad partiendo de una corriente de flujo continuo usando la energía que llega de la radiación solar.

En este particular puede surgir un problema y es que, ese tipo de corriente no puede ser usado para el hogar. Para lograr que sea apto se debe transformar toda la corriente continua en corriente alterna, es importante entonces tener un inversor de corrientes.

Por otro lado, debemos tener presente que no toda la radiación que llega de la atmósfera es transformada en su totalidad a energía eléctrica, porque parte de ella se pierde, primero por transmisión y luego por reflexión. Así que una se va de regreso a la atmósfera y la otra es penetrada por la célula.

En resumen, existe una gran cantidad de radiación que sí logra contactar con las células fotovoltaicas y estas son las que hacen saltar electrones de una capa a la otra.

Es entonces cuando hay una corriente eléctrica con una potencia que es proporcional a la cantidad de radiación que finalmente inciden sobre las células.

También tenemos que la reacción que observamos en los materiales semiconductores depende mucho de sí la fuente de energía es capaz de estimularlos o no. Esto quiere decir que los electrones pasan a otro estado energético pero más elevado.

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