Energía Solar Fotovoltaica: Tendencias y Componentes

Energía Solar Fotovoltaica

• La energía solar fotovoltaica convierte la luz solar en electricidad a través del efecto fotovoltaico en paneles solares que contienen células fotovoltaicas, comúnmente de silicio.

Principio de Funcionamiento

• Absorción de luz solar: Las células fotovoltaicas capturan la radiación solar.
• Generación de electrones libres: La luz solar libera electrones en el material semiconductor (silicio), creando una corriente eléctrica.
• Corriente eléctrica: Los electrones se mueven a través del material, generando corriente continua (DC).
• Transferencia de Energía: Un inversor convierte la corriente continua en corriente alterna (AC) para uso en hogares e industrias.
• Uso y almacenamiento: La electricidad puede ser usada en tiempo real, almacenada en baterías, o inyectada a la red eléctrica.
• Este sistema aprovecha una fuente de energía renovable, limpia y abundante, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles.

Centrales Fotovoltaicas a Nivel Mundial y Nacional

• Las plantas fotovoltaicas más grandes se concentran en Asia.
• Parque Solar Bhadla: En India, con 2.245 MW de capacidad, es una de las instalaciones solares más grandes del mundo.
• Parque Solar Pavagada: También en India, con 2.050 MW de capacidad, destaca por su extensión y producción de energía limpia.
• Parque Solar Kurnool Ultra Mega: En India, con 1.000 MW de capacidad, es significativo a nivel global.
• Desarrollo en Ecuador: La energía solar fotovoltaica ha ganado impulso en los últimos años.
• Mapa Solar de Ecuador (2024): El Gobierno identificó siete proyectos fotovoltaicos con aproximadamente 1.500 MW de capacidad en Imbabura, Pichincha, Cotopaxi y Chimborazo.
• Planta Fotovoltaica Flotante en Puerto Inca (2024): Primera planta solar flotante del país, con 302,4 kW de capacidad, ubicada en una granja camaronera en Guayas.
• Planta Fotovoltaica en Isla Isabela: En las Islas Galápagos, con 952 kW de capacidad y 3.024 paneles, contribuyendo a la reducción del uso de combustibles fósiles.
• Ecuador está comprometido con la transición a energías más limpias y sostenibles.

Generación de Energía Solar Fotovoltaica a Nivel Mundial

• Crecimiento notable en la última década, consolidándose como una fuente clave de energía renovable.
• En 2023, la capacidad solar global alcanzó 1,6 teravatios (TW), con un crecimiento récord de 447 gigavatios (GW), casi duplicando la cifra del año anterior.
• China lidera con aproximadamente 650 GW de capacidad instalada al cierre de 2023, seguida por Estados Unidos e India.
• El crecimiento se debe a la rápida disminución de los costos de los paneles solares, principalmente debido a la producción a gran escala en China, facilitando la adopción en el sur global.
• En 2022, la generación solar fotovoltaica aumentó en 270 teravatios-hora (TWh), un incremento del 26%, consolidándose como la fuente de energía renovable de más rápido crecimiento.
• A pesar de estos avances, la energía solar fotovoltaica representaba solo el 4,5% de la electricidad generada a nivel mundial en 2022, mientras que las fuentes no renovables aún producían más del 70% de la energía eléctrica global.
• Se prevé que la energía solar fotovoltaica y la eólica impulsarán el 96% del crecimiento de las energías renovables en los próximos cinco años.
• Se espera que la capacidad instalada de energía solar continúe aumentando, con una adición estimada de 593 GW en 2024, un 30% más que en 2023.

Equipos para el Funcionamiento de Sistemas de Energía Solar Fotovoltaica

• Paneles solares fotovoltaicos: Captan la luz solar y la convierten en corriente continua (DC). Generalmente hechos de silicio monocristalino, policristalino o de película delgada.
• Inversor solar: Transforma la corriente continua (DC) en corriente alterna (AC) para uso en hogares, industrias y redes eléctricas; puede ser central, de cadena (string) o microinversores.
• Regulador de carga: Controla la cantidad de energía que entra en las baterías para evitar sobrecargas o descargas excesivas; principalmente en sistemas aislados (off-grid).
• Baterías: Almacenan la energía para uso en momentos sin radiación solar, en sistemas aislados o híbridos; pueden ser de plomo-ácido, litio-ion u otras tecnologías avanzadas.
• Estructuras de soporte: Soportan los paneles solares, pueden ser fijas o con sistemas de seguimiento solar.
• Cableado y conexiones: Incluye cables de corriente continua y alterna, conectores MC4 y cajas de conexión.
• Protecciones eléctricas: Disyuntores, fusibles y sistemas contra sobretensiones para evitar daños por picos de voltaje o cortocircuitos.
• Medidor de energía: Monitorea la producción y el consumo de energía; en sistemas conectados a la red, mide la energía inyectada y consumida.
• Los equipos trabajan en conjunto para generar, regular y distribuir la energía solar de manera eficiente y segura.

Costos de Instalación de Sistemas de Energía Solar Fotovoltaica en Ecuador

• Varían según el tamaño del sistema, la calidad de los componentes y las necesidades energéticas específicas.
• Tamaño del sistema: El costo total depende del tamaño de los paneles solares; a mayor tamaño, mayor costo, pero también mayor producción de energía.
• Componentes adicionales: Inversores, cableado, sistemas de montaje, influyen en el costo total.
• Espacio Disponible: Es importante contar con espacio adecuado y libre de sombras.
• Costos de Instalación: El costo de la instalación es un obstáculo principal en el sector privado.
• Análisis de Consumo: Es necesario analizar cuánta energía eléctrica se consume al mes.
• Beneficios y Duración: Los paneles duran unos 25 años y los inversores unos 12 años.
• Se recomienda contactar a proveedores locales para cotizaciones personalizadas y evaluar opciones de financiamiento.
• La generación de energía solar puede reducir significativamente los costos de electricidad en el hogar.

Países Líderes en Capacidad Instalada de Energía Solar Fotovoltaica (hasta finales de 2023)

• China: Aproximadamente 650 gigavatios (GW).
• Estados Unidos: Alrededor de 139 GW.
• Japón: Aproximadamente 87 GW.
• India: Alrededor de 40 GW.
• Alemania: Aproximadamente 53,7 GW.
• Italia: Alrededor de 22,7 GW.
• España: Superior a 37,5 GW y entre los 10 principales mercados de energía solar.
• Estos países impulsan la adopción de energías limpias y sostenibles a nivel global mediante inversiones significativas.

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