Una planta fotovoltaica es una central eléctrica que convierte la energía solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. El efecto fotovoltaico se produce cuando los fotones de la luz, al impactar sobre un determinado material, consiguen desplazar un electrón, lo que genera una corriente continua..
Una planta solar fotovoltaica está compuesta básicamente por módulos fotovoltaicos y un inversor. Los paneles fotovoltaicos son los encargados de transformar la radiación solar. A su vez, el inversor convierte la corriente continua en corriente alterna de características similares a las de la red eléctrica.
Este tipo de plantas solares pueden ser a gran escala o instalaciones pequeñas. Algunas plantas fotovoltaicas pequeñas incorporan sistemas de almacenamiento de energía, como baterías, para acumular el exceso de electricidad generada durante el día y utilizarla durante la noche o en momentos de baja radiación solar.
Por otro lado, los sistemas solares a gran escala inyectan toda la electricidad generada a la red de distribución eléctrica. Este funcionamiento conlleva un mejor rendimiento de la instalación porqué de este modo se aprovecha toda la energía generada.
¿Cómo funciona una planta fotovoltaica?
El funcionamiento de todos los equipos de la central se supervisa desde la sala de control. En la sala de control se recibe información de la torre meteorológica, el inversor, los armarios de corriente, los centros de transformación, etc.
El proceso para transformar la energía solar fotovoltaica en electricidad es el siguiente:
1.- Conversión de la energía solar en corriente contínua
Las células fotovoltaicas son el elemento básico de una central fotovoltaica. Estas están agrupadas en placas fotovoltaicas.
Las células fotoeléctricas son las encargadas de captar la radiación del Sol y transformarla en energía eléctrica. En general, están compuestas por silicio que es un material semiconductor que facilita el efecto fotoeléctrico.
Cuando un fotón choca con una célula solar se libera un electrón. Con la suma de muchos electrones libres se genera electricidad en forma de corriente continua.
La capacidad de generación de electricidad dependerá de la meteorología (radiación, humedad, temperatura ...). Dependiendo de la situación meteorológica de cada momento la radiación solar que recibirán las células fotovoltaicas va a ser variable. Por este motivo se construye una torre meteorológica en la planta solar.
2.- Transformación de corriente continua a corriente alterna
Los paneles fotovoltaicos generan corriente continua. Sin embargo, la energía eléctrica que circula por la red de transporte lo hace en forma de corriente alterna. Por este motivo, la corriente continua debe ser transformada a corriente alterna.
En primer lugar, la corriente continua de los paneles solares es conducida a un armario de corriente continua. En este armario la corriente se transforma en corriente alterna por medio de un inversor de corriente. Seguidamente, se transporta la corriente a un armario de corriente alterna.
3.- Transporte y suministro de electricidad
La corriente que llega al armario de corriente alterna todavía no está en condiciones para ser suministrada a la red eléctrica.
Por este motivo, la energía eléctrica producida pasa por un centro de transformación donde se adapta a las condiciones de intensidad y tensión de las líneas de transporte para su utilización en los centros de consumo.
Tipos de plantas fotovoltaicas
Existen varios tipos de plantas fotovoltaicas, que varían según su tamaño, configuración y aplicación. A continuación, te describo algunos de los tipos más comunes:
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Centrales fotovoltaicas a gran escala: Estas son grandes instalaciones de generación de energía solar diseñadas para producir una cantidad significativa de electricidad. Pueden ocupar áreas extensas, como parques solares en el suelo o en estructuras elevadas. Estas plantas suelen tener una capacidad de varios megavatios (MW) o incluso gigavatios (GW).
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Plantas fotovoltaicas flotantes: Estas plantas se instalan sobre cuerpos de agua, como embalses, lagos o estanques. Los paneles fotovoltaicos flotan en la superficie del agua, lo que ayuda a reducir la evaporación del agua y mejora la eficiencia de los paneles debido a la refrigeración natural que proporciona el agua.
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Plantas fotovoltaicas en tejados: Este tipo de instalación implica la colocación de paneles fotovoltaicos en los tejados de edificios residenciales, comerciales o industriales. Estas instalaciones pueden ser a pequeña o mediana escala, y suelen estar destinadas a suministrar energía directamente a los propios edificios.
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Sistemas fotovoltaicos distribuidos: Estos sistemas están compuestos por múltiples paneles fotovoltaicos instalados en viviendas, empresas o instalaciones industriales más pequeñas. La electricidad generada se utiliza para satisfacer la demanda de energía en el lugar donde se encuentra la instalación, y el exceso de energía puede ser inyectado en la red eléctrica.
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Plantas con seguimiento solar: Estas plantas utilizan sistemas de seguimiento solar para ajustar automáticamente la orientación de los paneles a lo largo del día para seguir la trayectoria del sol. Esto permite una mayor captación de luz solar y, en consecuencia, una mayor producción de electricidad en comparación con sistemas fijos.
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Sistemas fotovoltaicos híbridos: Estos sistemas combinan paneles fotovoltaicos con otras fuentes de energía, como turbinas eólicas o generadores diésel. La integración de varias fuentes permite un suministro más estable y confiable de electricidad, especialmente en lugares donde la disponibilidad de sol puede variar o ser limitada.
Las 5 plantas solares más grandes del mundo
A continuación se muestra una tabla con las cinco plantas fotovoltaicas más importantes del mundo:
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No. |
Nombre de la Planta |
Ubicación |
Capacidad (MW) |
|
1 |
Bhadla, Rajasthan, India |
2,245 |
|
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2 |
Parque Solar Tengger Desert |
Mongolia Interior, China |
1,547 |
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3 |
Parque Solar Pavagada |
Pavagada, Karnataka, India |
2,050 |
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4 |
Parque Solar Noor Abu Dhabi |
Abu Dhabi, Emiratos Árabes Unidos |
1,177 |
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5 |
Parque Solar Kurnool |
Kurnool, Andhra Pradesh, India |
1,000 |
Impacto y Afectación en el medio ambiente
Las plantas fotovoltaicas son una forma de generación de energía renovable y, en general, tienen un impacto ambiental menor en comparación con las centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles.
Sin embargo, no son completamente libres de impactos y pueden afectar el medio ambiente en diferentes formas. A continuación, se presentan algunos aspectos a considerar:
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Uso del suelo: Las plantas de gran escala requieren una cantidad considerable de espacio para albergar los paneles solares. La instalación de estas plantas puede implicar la deforestación o la alteración de hábitats naturales, lo que puede tener un impacto en la biodiversidad local.
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Uso del agua: Algunos sistemas de refrigeración pueden requerir agua para mantener la eficiencia de los paneles solares.
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Fabricación y materiales: La producción de paneles fotovoltaicos requiere el uso de materiales y energía, y su fabricación puede generar emisiones de gases de efecto invernadero y otros contaminantes. Además, algunos materiales utilizados en los paneles, como el silicio, provienen de minerales que requieren procesos de extracción intensivos.
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Residuos y reciclaje: Los paneles solares tienen una vida útil limitada y, al final de su vida útil, pueden convertirse en residuos electrónicos.
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Impacto en la fauna: Algunas instalaciones fotovoltaicas, especialmente las grandes instalaciones en el suelo, implican una modificación del paisaje y la vegetación que pueden representar riesgos para la fauna local.