Com es produeix l'energia solar?

Continuem amb el nostre curs accelerat per aprendre d'on ve l'electricitat. La lliçó d'avui és un monogràfic sobre el Sol, el major generador d’energia mai conegut.

Com se'n transformen els raigs en la llum de les bombetes? Màgia? No. Només és ciència.

Ens centrarem en l'energia solar fotovoltaica, que és la més emprada i transforma directament la radiació en electricitat. Però també existeix la termosolar, que utilitza l'escalfor del sol per incrementar la temperatura de l'aigua fins a generar vapor que mou una turbina.

L'energia fotovoltaica

Per transformar la llum del sol en energia calen unes làmines metàl·liques semiconductores: les cèl·lules fotovoltaiques. Aquestes cèl·lules tenen una o diverses capes d'un material semiconductor i estan recobertes d'un vidre transparent que deixa passar la radiació i redueix al mínim les pèrdues de calor.

Els panells solars que es veuen a les teulades de moltes llars estan formats per aquestes cèl·lules fotovoltaiques. Tot i que la seva instal·lació pugui semblar costosa, les dades indiquen que la compra s'amortitza, i generen estalvis d'aproximadament el 30% del consum que, a llarg termini (25 anys), suposen pagar entre 20.000 i 30.000 € menys. Un altre dels avantatges és que no necessiten un gran manteniment.

El poder del sol convertit en electricitat

Els raigs solars estan formats per fotons que arriben a les cèl·lules fotovoltaiques de la placa i generen un camp d'electricitat entre elles i, per tant, un circuit elèctric. Quan més intensa sigui la llum, major serà el flux d'electricitat.

Les cèl·lules fotovoltaiques converteixen la llum solar en electricitat en forma de corrent continu i amb una tensió que oscil·la entre els 380 i els 800 volts. Per incrementar el resultat obtingut s'utilitza un inversor que transforma aquesta energia en corrent altern, que és l'emprat a les nostres llars.

Finalment, aquest corrent altern passa per un comptador que el quantifica i el subministra a la xarxa general d'electricitat.

D'on venen les cèl·lules fotovoltaiques?

El pare d'aquesta energia fou el físic francès Edmond Becquerel, que amb només 19 anys va construir la primera cèl·lula fotovoltaica del món l'any 1839.

Poc després, el 1883, fou l'inventor estatunidenc Charles Fritts qui va desenvolupar la primera cèl·lula sòlida mitjançant el recobriment de seleni semiconductor amb una fina capa d'or per formar les unions. L'eficiència que va aconseguir el seu dispositiu va ser només de l'1%, però la seva estructura va obrir la porta a la transformació d'energia solar sostenible actual.

“La solar fotovoltaica serà la font d'energia elèctrica més barata del món.”

Usos de l'energia solar

L'electricitat produïda per cèl·lules fotovoltaiques es pot utilitzar en:

• Una instal·lació aïllada. L'energia solar permet abastir d'electricitat llocs de difícil accés on, per exemple, no s'han desplegat línies elèctriques. Aquesta electricitat es destina a l'autoconsum.
• Una instal·lació vinculada a la xarxa. L'energia produïda s'aboca a la xarxa elèctrica com si procedís d'una planta generadora qualsevol. Mentrestant, el propietari segueix comprant l'energia elèctrica consumida i, al mateix temps, ven l'energia produïda.
• Satèl·lits. Orbiten al voltant de la Terra i disposen de panells solars en la seva estructura per aprofitar l'energia que proporciona el proper astre rei.
• Estructures independents. Gràcies als panells solars, moltes petites infraestructures poden beneficiar-se d'aquesta energia i autoabastir-se'n per si mateixes: repetidors de ràdio i televisió, pals de socors a les carreteres, radars, estructures militars, estacions de vigilància forestal, centrals de commutació, etc.

El futur és solar

Segons l'Agència Internacional de l'Energia, la solar fotovoltaica esdevindrà la font d'energia elèctrica més barata a molts països durant les properes dècades. A més, la vida útil dels sistemes fotovoltaics és de llarg recorregut, atès que es calcula que la seva durada arriba, de mitjana, als 30 anys (amb un rendiment superior al 80% de l'inicial un cop transcorreguts 25 anys). Però això no és tot: la totalitat dels seus components es poden reciclar.

Ara bé, si parlem d'inconvenients, la intermitència (maleïts núvols!, maleïda nit!) i els problemes d'emmagatzematge són els principals desavantatges de l'energia solar. Tanmateix, la tecnologia (beneïda tecnologia!) posarà remei a aquests problemes en desenvolupar bateries cada cop més duradores i investigar mètodes d'instal·lació de panells allí on sempre brilla el sol... A l'espai sideral.

Polsa aquí per saber-ho tot sobre l'energia eòlica.

Polsa aquí per saber-ho tot sobre la hidràulica, la mareomotriu i la geotèrmica.