Tecnología Solar Fotovoltaica Fundamentos
La energía fotovoltaica (a menudo abreviada como PV) recibe su nombre del proceso de conversión de luz (fotones) en electricidad (voltaje), que se llama el proceso de conversión de luz. El efecto fotovoltaico. Este fenómeno fue explotado por primera vez en 1954 por científicos de los Laboratorios Bell, que crearon una célula solar de trabajo hecha de silicio que generaba una corriente eléctrica cuando se exponía a la luz solar. Las células solares pronto se utilizaron para alimentar satélites espaciales y artículos más pequeños, como calculadoras y relojes. Hoy en día, la electricidad de las células solares se ha convertido en un costo competitivo en muchas regiones y los sistemas fotovoltaicos se están desplegando a gran escala para ayudar a alimentar la red eléctrica.
Células solares de silicio
La gran mayoría de las células solares de hoy son Hecho de Silicio y ofrecen precios razonables y una buena eficiencia (la velocidad a la que la célula solar convierte la luz solar en electricidad). Estas células generalmente se ensamblan en módulos más grandes que se pueden instalar en los techos de edificios residenciales o comerciales o desplegarse en bastidores montados en el suelo para crear enormes sistemas a escala de servicios públicos.
Celdas solares Thin-Film
Otra tecnología fotovoltaica comúnmente utilizada es conocida como Celdas solares Thin-Film porque están hechas de capas muy delgadas de material semiconductor, como el telururo de cadmio o el diseleniuro de cobre, indio y galio. El espesor de estas capas celulares es de sólo unos pocos micrómetros, es decir, varias millonésimas de metro.
Las células solares de película delgada pueden ser flexibles y livianas, lo que las hace ideales para aplicaciones portátiles, como en la mochila de un soldado, o para su uso en otros productos como ventanas que generan electricidad a partir del sol. Algunos tipos de células solares de película delgada también se benefician de técnicas de fabricación que requieren menos energía y son más fáciles de escalar que las técnicas de fabricación requeridas por las células solares de silicio.
Células solares III-V
Un tercer tipo de tecnología fotovoltaica lleva el nombre de los elementos que la componen.¿ NdT?Celdas solares III-V Se construyen principalmente a partir de elementos del Grupo III, por ejemplo, galio e indio-y Grupo V-e.g., arsénico y antimonio de la tabla periódica. Estas células solares son generalmente mucho más caras de fabricar que otras tecnologías. Pero convierten la luz solar en electricidad con eficiencias mucho más altas. Debido a esto, estas células solares se utilizan a menudo en satélites, vehículos aéreos no tripulados y otras aplicaciones que requieren una alta relación potencia-peso.
Células solares de próxima generación
Los investigadores de células solares en NREL y en otros lugares también están buscando muchas nuevas tecnologías fotovoltaicas, como las células solares hechas de Materiales Orgánicos, Los quantum dots, y Materiales híbridos orgánico-inorgánicos (también conocido como perovskitas). Estas tecnologías de próxima generación pueden ofrecer costos más bajos, mayor facilidad de fabricación u otros beneficios. La investigación adicional verá si estas promesas se pueden cumplir.
Investigación de confiabilidad e integración de red
La investigación fotovoltaica es más que solo hacer una célula solar de alta eficiencia y bajo costo. Los propietarios de viviendas y empresas deben estar seguros de que los paneles solares que instalan no se degradarán en el rendimiento y funcionarán correctamente. Generar electricidad de forma fiable durante muchos años. Las empresas de servicios públicos y los reguladores gubernamentales quieren saber cómo Agregar sistemas solares fotovoltaicos a la red eléctrica sin desestabilizar el cuidadoso acto de equilibrio entre la oferta y la demanda de electricidad.
Los científicos de materiales, analistas económicos, ingenieros eléctricos y muchos otros en NREL están trabajando para abordar estas preocupaciones y garantizar que la energía solar fotovoltaica sea una fuente de energía limpia y confiable.
