El efecto fotovoltaico es fundamental en el ámbito de la energía solar, ya que sin él no podríamos disfrutar de las ventajas de ahorro y sostenibilidad que nos ofrecen este tipo de instalaciones.
En este artículo vamos a contarte en qué consiste este efecto, quién lo descubrió y por qué es tan importante.
Conceptos básicos y definición del efecto fotovoltaico.
Para empezar, debemos anotar algunas cuestiones.
En primer lugar, la luz solar está compuesta por partículas llamadas fotones que, a su vez, están compuestos por diferentes tipos de energía (luz ultravioleta, luz visible, luz infrarroja, rayos gamma y rayos x).
Por otra parte, el silicio es un elemento semiconductor que se encuentra abundantemente en la arena y que, depurando esta, puede obtenerse en «estado puro». Este tiene la particularidad de ser un material aislante cuando está a baja temperatura, y un material conductor cuando recibe mucha energía.
Las células que forman los paneles fotovoltaicos se crean con materiales semiconductores fabricados con silicio puro e impurezas de algunos elementos químicos.
Este silicio se dopa, por un lado, con fósforo (para obtener material de carga negativa, llamada Capa N), y por el otro lado, con boro (para obtener material de carga positiva o Capa P).
¿Por qué es importante explicar todo esto?
El efecto fotovoltaico es, básicamente, la conversión de la luz del sol en energía eléctrica.
Por una parte, la transformación de energía en los paneles solares se produce cuando los fotones del sol chocan contra su superficie del propio panel, el cual está compuesto por células de silicio.
El proceso es el siguiente: si un fotón choca contra una de estas células con suficiente fuerza, provoca que los electrones de la capa N absorban dicha energía y se conviertan en conductores, creando un campo eléctrico y generando electricidad.
La unión de muchas de estas células producirá una gran cantidad de energía.
De la misma forma, la unión de un grupo de paneles generará la energía suficiente para abastecer el consumo de electricidad de tu vivienda y empresa.
Por otra parte, cuanto más cantidad de luz del sol reciba la célula de un panel solar, mayor energía eléctrica generará porque liberará más electrones conductores.
Esto explica por qué los paneles solares tienen un rendimiento bajo a primeras horas de la mañana y alto al mediodía. En las horas centrales del día, los rayos del sol inciden con más fuerza en la superficie de la placa solar que en las primeras de la jornada.
Además, si los fotones solares chocan con las células de silicio de manera perpendicular, la energía liberada es aún mayor.
Por eso es tan importante que cuando diseñes tu instalación fotovoltaica, tengas muy en cuenta la inclinación de los paneles solares.
¿Cómo y cuándo se descubrió el efecto fotovoltaico?
Aunque la energía fotovoltaica es un fenómeno relativamente moderno, el aprovechamiento de la energía del sol se remonta a las civilizaciones clásicas: según algunas fuentes, los griegos ya diseñaban sus casas para captar y aprovechar al máximo los rayos solares.
Pero para encontrar el origen del efecto fotovoltaico, realmente debemos remontarnos al primer tercio del siglo XIX, concretamente al año 1839.
Fue entonces cuando un joven físico llamado Alexandre Edmond Becquerel observó un curioso fenómeno mientras investigaba la luz, sus propiedades y las reacciones químicas de diferentes sustancias expuestas a ella.
Becquerel, perteneciente a una saga de importantes científicos franceses, estaba analizando lo que ocurría con una pila electrolítica sumergida en una sustancia también electrolítica.
Durante estas pruebas, comprobó que, al exponer la pila a la luz del sol, la corriente subía por uno de los electrodos, lo que significaba que, de alguna forma, los rayos del sol causaban una reacción eléctrica.
Este hecho fue el pistoletazo de salida para investigar la conversión de la luz del sol en electricidad.
A lo largo de su vida, Alexandre Edmond Becquerel centró sus investigaciones en la luminiscencia, el magnetismo y la conductividad térmica de los gases, pero es mundialmente conocido gracias al descubrimiento del efecto fotovoltaico.
¿Por qué es importante el efecto fotovoltaico?
El descubrimiento del efecto fotovoltaico marcó un antes y un después en el ámbito de la energía solar. De hecho, conocer este efecto ha sido clave para construir los actuales paneles solares y perfeccionar su rendimiento al máximo.
Por ejemplo, gracias a la investigación sobre el efecto fotovoltaico sabemos que algunos fotones no aportan energía suficiente para liberar al electrón. Esto no significa que no sean capaces de hacerlo, sino que, simplemente, en el trayecto o en el transcurso de la operación pierden parte de su energía.
Además, gracias al efecto fotovoltaico, también sabemos que a los paneles solares se debe añadir una capa «antirreflexiva» que tiene como función conseguir que absorba el mayor número de fotones.
La energía solar, gracias al efecto fotovoltaico, es una solución efectiva para ahorrar dinero y conseguir un modelo energético más sostenible y respetuoso con el medioambiente.
Si estás pensando en dar el paso al autoconsumo instalando paneles solares en tu vivienda, solicita un estudio gratuito para que analicemos tu caso sin compromiso.
