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Haciendo una comparación de las reservas energéticas planetarias totales recuperables en comparación con el potencial anual de todas las energías renovables existentes, (en Terawatts por año, o 1,000,000,000 kilo watts por año), queda en evidencia el enorme potencial de la energía solar, que supera el consumo de energía del mundo por un factor de casi 1,500 a 1. Los combustibles fósiles como el petróleo y el carbón podrán satisfacer nuestras necesidades energéticas por otras tres o cuatro generaciones, pero lo harían a un costo medioambiental considerable (1).

Pero, ¿cómo se transforma la luz del Sol en electricidad?

Es posible explicarlo al revisar el efecto fotovoltaico, proceso que se logra con el uso de celdas fotovoltaicas y paneles solares y que al generarse pone en juego tres fenómenos físicos: la absorción de la luz dentro un material, la transformación de energía de fotones a cargas eléctricas y la colecta de electricidad.

Para comprenderlo mejor es necesario mencionar que la luz del Sol está conformada por «cuerpos pequeños» llamados fotones que viajan en ondas electromagnéticas y transportan energía. Al atravesar la atmósfera del planeta y durante su viaje, dichos rayos luminosos se encuentran con diferentes superficies, donde pueden ser absorbidos o reflejados.

Este es el punto en el que según el material con el que se tope la luz sucederán diferentes cosas: en el caso de las celdas fotovoltaicas, están fabricadas en su mayoría con un material semiconductor denominado Silicio (Si), que en sus átomos contiene electrones sensibles a la luz.

Algunos fotones que viajaban en los rayos solares son reflejados por el material de los paneles, unos atraviesan las celdas y otros entran en contacto con los átomos del Silicio, los cuales se excitan al momento del encuentro y comienzan a moverse a través del material; de esta manera se produce una corriente eléctrica.

Cabe señalar que la capa de Silicio dentro la célula fotovoltaica es colocada entre dos electrodos metálicos: uno dopado con Boro (B), con portadores de carga libre negativos y otros con Fósforo (P) portadores de carga positiva. Así se obtiene una creación de un campo eléctrico entre ambas zonas, lo que logra que los electrones ya excitados sean atrapados, se movilicen más y con ello se facilite la conducción de las cargas eléctricas liberadas a algunas mallas metálicas, donde se recolecta la energía y se envía a circuitos externos.

Es necesario mencionar que toda la energía captada por un panel de células fotovoltaicas dependerá de la cantidad del Sol, de su orientación respecto a los rayos solares y de la capacidad de la instalación fotovoltaica.

Es así como la electricidad fotovoltaica creada a partir de la luz del Sol puede inyectarse a una red eléctrica general para hacer funcionar aparatos o para producir luz artificial al hacer prender luminarias.

Referencias:

(1) Pérez R. and M. Pérez. Revista Energías Renovables, Reportaje: una mirada fundamental a las reservas de energía del planeta. (2011)

Produire de l’électricité avec le soleil: le photovoltaïque: http://www.lepanneausolaire.net/produire-l-electricite-soleil-photovoltaique.php

 
¿Cómo funciona el efecto fotovoltaico?

https://www.damiasolar.com/actualidad/blog/articulos-sobre-la-energia-solar-y-sus-componentes/funcionamiento-efecto-fotovoltaico_1

 L’énergie solaire est une énergie photovoltaïque à votre service:
https://www.mtaterre.fr/dossiers/comment-ca-marche-lenergie-solaire/lenergie-solaire-est-une-energie-photovoltaique-votre

Energía solar y sus beneficios ¿Qué es el efecto fotovoltaico?: https://www.certificadosenergeticos.com/energia-solar-beneficios-que-efecto-fotovoltaico