• Imprimeix

Solar fotovoltaica

L'energia solar fotovoltaica és una metodologia d'obtenció d'energia elèctrica gràcies a cèl·lules fotoelèctriques.

solar fotovoltaica

La conversió fotovoltaica es basa en l’efecte fotoelèctric, es a dir, la transformació directa de l’energia lumínica que prové del Sol en energia elèctrica.

Quan un determinat material és il·luminat amb la part visible de l’espectre solar, part dels electrons que configuren els seus àtoms absorbeixen l’energia dels fotons de la llum, alliberant-se així de les forces que els lliguen al nucli i adquirint llibertat de moviment. Aquest espai que ha deixat l’electró tendeix a atraure qualsevol altre electró que estigui lliure. Per a convertir aquest moviment d’electrons en corrent elèctrica es necessari direccionar el moviment dels electrons creant un camp elèctric en el sí del material.

Existeixen diferents tipologies d’instal·lacions solars fotovoltaiques segons la seva configuració:

  • Instal·lacions autònomes o aïllades de la xarxa elèctrica: permeten oferir un servei a corrent contínua o a corrent alterna (equivalent a la xarxa elèctrica) en emplaçament on la xarxa elèctrica no arriba. Les instal·lacions fotovoltaiques autònomes són una opció per proveir el servei elèctric de manera fiable, segura i respectuosa amb el medi ambient.
    Aquestes instal·lacions permeten oferir un servei elèctric, tant a corrent contínua (12, 24 o 48V) com a corrent alterna (utilitzant un inversor) equivalent al de la xarxa elèctrica de sitribució pública (220V/50Hz).
    Una instal·lació fotovoltaica autònoma pot cobrir el 100% de les necessitats elèctriques d'un emplaçament, encara que pot acompanyar-se d'un sistema de suport convencional com ara un grup electrògen. Tanmateix, un consum energètic responsable per part de l'usuari és essencial per aprofitar al màxim la instal·lació solar, per això és convenient utilitzar electrodomèstics de baix consum i alt rendiment i incorporar actituds d'estalvi energètic.
    Les aplicacions més habituals d'aquestes instal·lacions són:
    • Electrificació d’habitatges allunyats de la xarxa elèctrica.
    • Aplicacions agrícoles i ramaderes: bombament d’aigua, sistemes de reg, il·luminació d’hivernacles i granges, etc.
    • Senyalització i comunicacions: navegació aèria i marítima, senyalització de carreteres, repetidors, etc.
    • Enllumenat públic: carrers, monuments, parades d’autobús, etc.
    • Sistemes de depuració d’aigües.
  • Instal·lacions connectades a la xarxa elèctrica: on l’electricitat generada s’aboca, total o parcialment si hi ha autoconsum, a la xarxa elèctrica. També és possible connectar a la xarxa una instal·lació d'autoconsum amb injecció.

Els principals components d’uns instal·lació solar fotovoltaica són:

El
 camp fotovoltaic, conformat pels mòduls fotovoltaics, és el component de les instal·lacions fotovoltaiques que capta la radiació solar i la transforma en electricitat a corrent continu.
L’inversor és un altre component d’aquestes instal·lacions, i s’encarrega de transformar el corrent continu (12, 24 o 48V) generat per la instal·lació fotovoltaica en corrent altern (220 o 230V) que utilitzen els aparells de consum o la xarxa elèctrica convencional.
Un altre element de les instal·lacions fotovoltaiques són les proteccions, equips que desconnecten la instal·lació en el cas de no detectar tensió a la xarxa, en el cas de pèrdua d’aïllament, o al detectar qualsevol altra funcionament. Altres proteccions, a més de les de tensió i freqüència són els diferencials i els magnetotèrmics.
Els diferencials protegeixen contra contactes directes, i els magnetotèrmics protegeixen el sistema contra sobrecàrregues, evitant així que es faci malbé el cablejat o els equips.

Les instal·lacions que no operen connectades a la xarxa elèctrica, solen afegir bateries o acumuladors, que emmagatzemen l’energia produïda durant les hores de radiació solar, i permeten disposar-ne durant les 24 hores del dia i en dies d’escassa radiació.
En aquest cas, inclouen un regulador de càrrega i bateries, que és un equip electrònic encarregat de protegir les bateries de descàrregues i sobrecàrregues. Si es detecta sobrecàrrega, el regulador posa les plaques en curtcircuit i talla el pas de corrent a les bateries. En el cas de descàrrega, avisa al consumidor amb una alarma o bé talla el subministrament si el consum continua.

Per optimitzar el rendiment de les instal·lacions solars fotovoltaiques cal orientar les plaques al sud i inclinar-les per aprofitar al màxim la radiació solar, això es dona quan la inclinació de la placa és igual a la de la latitud de l’emplaçament menys 10º.