Sabemos que de los tipos de energías renovables que existen en el mundo, la solar es la más avanzada y conocida. El lugar donde se transforma la energía solar en energía eléctrica para poder utilizar es en la central fotovoltaica. Existen numerosos tipos de centrales fotovoltaicas diferentes y cada una tiene sus características y capacidades.
En este artículo vamos a contarte cuáles son las características de una central fotovoltaica, los tipos que existen y las ventajas que tienen con respecto a las centrales de producción de energías basadas en combustibles fósiles.
Características de una central fotovoltaica
Una central fotovoltaica es una central eléctrica que aprovecha el efecto fotovoltaico para convertir la energía solar en energía eléctrica. El efecto fotovoltaico ocurre cuando los fotones golpean un material y logran desplazar electrones, creando corriente continua.
Una central fotovoltaica se compone básicamente de módulos fotovoltaicos e inversores. Los paneles fotovoltaicos son los encargados de convertir la radiación solar. A su vez, el inversor convierte la energía de corriente continua en energía de corriente alterna con características similares a las de una red.
En este tipo de sistema solar, toda la electricidad generada se inyecta a la red de distribución. Esta operación conduce a un mejor rendimiento del dispositivo, ya que se aprovecha toda la energía generada de esta manera.
La planta fotovoltaica más grande del mundo es Bhadla Solar Park en India con una capacidad instalada de 2.245 MW. El coste total de la instalación es de 1.200 millones de euros. La energía fotovoltaica se considera una fuente de energía limpia porque no produce gases contaminantes.
Componentes principales
Los componentes principales con los que debe contar cualquier tipo de central fotovoltaica independientemente del tipo que sea son los siguientes:
- Paneles solares: Los paneles fotovoltaicos son la columna vertebral de una central de este tipo. Están compuestos por células fotovoltaicas que capturan la energía de la luz solar y la convierten en electricidad de corriente continua.
- Inversores: La electricidad generada por los paneles solares es de corriente continua, pero la mayoría de los dispositivos y sistemas eléctricos utilizan corriente alterna. Los inversores transforman la electricidad de corriente continua a corriente alterna, haciéndola compatible con el uso doméstico y la integración a la red eléctrica.
- Estructuras de soporte: Los paneles solares se instalan sobre estructuras diseñadas para mantenerlos en su lugar, asegurando su correcta orientación hacia el sol y su protección contra condiciones climáticas adversas.
- Sistema de almacenamiento (opcional): Algunas centrales fotovoltaicas pueden incorporar sistemas de almacenamiento de energía, como baterías, para almacenar el exceso de electricidad generada durante el día y utilizarla durante la noche o en momentos de baja radiación solar.
- Torre meteorológica. Es donde se analizan diferentes condiciones meteorológicas para determinar la cantidad de radiación solar que se recibe o se espera recibir.
- Líneas de transporte. Son las líneas que llevan la energía eléctrica a los centros de consumo.
- Sala de control: es la encargada de supervisar el lugar donde operan todos los elementos de la planta fotovoltaica.
Uno de los aspectos fundamentales de las centrales fotovoltaicas es que los componentes eléctricos deben dimensionarse para tener en cuenta posibles aumentos de potencia instalada de la planta en el futuro.
Tipos de centrales fotovoltaicas
Como hemos mencionado antes, existen diferentes tipos de centrales fotovoltaicas dependiendo de la demanda, la potencia eléctrica y muchos más aspectos a tener en cuenta. Vamos a ver cuáles son los principales tipos que existen:
- Centrales fotovoltaicas aisladas: Estas centrales se encuentran en áreas remotas donde no hay acceso a la red eléctrica convencional. Utilizan paneles solares para generar electricidad y almacenarla en baterías para su uso posterior. Son ideales para aplicaciones como casas de campo, estaciones meteorológicas o faros de navegación.
- Centrales fotovoltaicas conectadas a la red: Estas centrales están conectadas al sistema de distribución eléctrica convencional. Generan electricidad a gran escala y la inyectan directamente en la red, lo que permite su distribución a los consumidores. Estas centrales pueden ser de dos tipos:
- Centrales fotovoltaicas a gran escala: También conocidas como centrales solares de campo abierto, están formadas por una gran cantidad de paneles solares dispuestos en un área extensa. Pueden ocupar terrenos desocupados, como desiertos o áreas rurales, y generan una cantidad significativa de electricidad.
- Centrales fotovoltaicas en tejados: Estas centrales están instaladas en los tejados de edificios residenciales, comerciales o industriales. Utilizan los espacios disponibles en los tejados para generar electricidad y alimentar el consumo interno o incluso inyectar el exceso de energía en la red eléctrica.
- Centrales fotovoltaicas flotantes: Estas centrales están construidas en cuerpos de agua, como lagos o embalses. Los paneles solares flotan en la superficie del agua y generan electricidad. Este enfoque tiene varias ventajas, como la conservación del suelo, la reducción de la evaporación del agua y un mayor rendimiento debido al efecto de enfriamiento del agua.
- Centrales fotovoltaicas portátiles: Estas centrales están diseñadas para ser transportadas y desplegadas en diferentes lugares según las necesidades. Suelen ser utilizadas en situaciones de emergencia o en áreas temporales donde se requiere electricidad, como campamentos o eventos al aire libre.
Cómo funciona una central fotovoltaica
En la sala de control se supervisa el funcionamiento de todos los equipos de la planta. En la sala de control, recibe información de torres meteorológicas, inversores, armarios de corriente, centros de subestaciones, etc. El proceso de conversión de la energía solar fotovoltaica en electricidad es el siguiente:
Conversión de la energía solar en corriente continua
Las fotocélulas son las encargadas de captar la radiación solar y convertirla en electricidad. Normalmente, se componen de silicio, un material semiconductor que facilita el efecto fotoeléctrico. Cuando un fotón choca con una celda solar, se libera un electrón. La electricidad se produce en forma de corriente continua a través de la suma de muchos electrones libres.
La capacidad de generación de energía dependerá de la climatología (radiación, humedad, temperatura…). Dependiendo de las condiciones meteorológicas de cada momento, la cantidad de radiación solar que recibirán las células fotovoltaicas será variable. Para ello, se construye una torre meteorológica en la planta solar.
Conversión de corriente continua a alterna
Los paneles fotovoltaicos generan corriente continua. Sin embargo, la energía eléctrica que circula por la red de transmisión lo hace en forma de corriente alterna. Para hacer esto, la corriente continua debe convertirse en corriente alterna.
Primero, la energía de corriente continua de los paneles solares se conduce al gabinete de corriente continua. En este gabinete, la corriente se convierte en corriente alterna mediante un inversor de corriente. Luego, la corriente se entrega al gabinete de corriente alterna.
Transporte y suministro de energía eléctrica
La corriente que llega al gabinete de corriente alterna aún no está lista para alimentar la red. Por ello, la energía eléctrica generada pasa por un centro de conversión donde se adapta a las condiciones de potencia y tensión de las líneas de transmisión para su uso en el centro de consumo.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre cómo es una central fotovoltaica y sus características.