Materiales para generadores de energía solar fotovoltaica, con excelente resistencia a la intemperie.

• El generador fotovoltaico no emite gases de efecto invernadero después de su instalación.
• El generador fotovoltaico se puede instalar en cualquier lugar.
• La capacidad de ubicar generadores de energía solar cerca de los consumidores de energía minimiza las pérdidas de transmisión y reduce los costos.
• Los generadores fotovoltaicos pueden instalarse en las paredes o techos de los edificios, produciendo energía sin ocupar ningún terreno.
• La eficiencia de los generadores fotovoltaicos es independiente de su tamaño, lo que hace práctica la operación de generadores pequeños y dispersos geográficamente.
• La capacidad de la energía fotovoltaica de proporcionar energía generada y consumida localmente la convierte en fuentes de energía ideales para regiones que carecen de líneas de transmisión (como comunidades montañosas remotas), así como también en fuentes de energía de respaldo para uso en emergencias.
• Los generadores solares no pueden generar energía durante la noche, e incluso durante el día su producción puede variar drásticamente dependiendo de las condiciones climáticas.

Los generadores fotovoltaicos pueden clasificarse en dos categorías según su tamaño: los generadores megasolares, capaces de producir un megavatio de potencia o más, y los generadores dispersos más pequeños, como los que se instalan en los tejados de los edificios. Según la AIE, alrededor del 60% de todos los generadores fotovoltaicos son de escala megasolar, y el resto son generadores dispersos.

Las centrales megasolares son operaciones a gran escala comúnmente ubicadas cerca de cuerpos de agua o en tierras que antes se utilizaban para cultivar; la energía que generan no se utiliza en el lugar, sino que se transmite a otro lugar a través de la red eléctrica.

Una innovación reciente, adoptada tanto por los generadores megasolares como por los dispersos, es el uso de baterías para almacenar la energía generada durante las horas del día, logrando así una mayor flexibilidad en cómo y cuándo se utiliza la energía.

En la actualidad, muchos países del mundo están expandiendo la energía solar como estrategia para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Una consecuencia de ello es que las políticas energéticas adoptadas por diversas naciones se han convertido en factores importantes que afectan al mercado fotovoltaico mundial.

Dos ejemplos particularmente importantes de esas políticas son las tarifas de alimentación y los subsidios gubernamentales convencionales. Las tarifas de alimentación buscan promover el crecimiento de la energía renovable ofreciendo un tratamiento especial a los operadores de plantas de energía en forma de precios mínimos de compra de energía renovable establecidos por ley, mientras que los subsidios compensan directamente el costo de construcción y operación de las plantas.

En el futuro, se espera que el apoyo político a la energía solar siga siendo sólido en muchos países, al tiempo que se pronostica que las inversiones en instalaciones a gran escala continuarán su reciente trayectoria de crecimiento.

La generación de energía fotovoltaica (PV) no se compone únicamente de células solares. Los generadores de energía solar comprenden elementos fotovoltaicos y otros componentes. La unidad funcional más simple es la célula fotovoltaica (o célula solar). Los grupos de células se pueden combinar para formar un módulo. Cada módulo consta de varias decenas de células dispuestas en una configuración de rejilla plana y empaquetadas juntas con un marco, vidrio, encapsulantes, una lámina posterior y una caja de conexiones. Se pueden conectar dos o más módulos en serie para formar una cadena. Se pueden disponer dos o más cadenas en paralelo para formar una matriz.
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La energía generada por cada módulo se recoge mediante una caja de conexiones instalada en la parte posterior del módulo y se envía al exterior a través de conectores y cables. Estas cajas de conexiones incorporan diodos de derivación que desempeñan un papel importante para evitar pérdidas de energía al encaminar los flujos de energía alrededor de las celdas que pueden funcionar mal debido a superficies dañadas o sucias.

Los generadores fotovoltaicos producen energía de corriente continua (CC), que puede convertirse en energía de corriente alterna (CA) utilizando acondicionadores de energía (inversores) para proporcionar suministros de energía de CA domésticos estándar.

Para garantizar la seguridad y el rendimiento de los productos fotovoltaicos comerciales, los módulos fotovoltaicos son probados y certificados por organismos de certificación externos, como UL, TÜV Rheinland o JET en Japón, reconocidos internacionalmente, y organismos similares en el mundo. Para que un módulo reciba la certificación, los materiales con los que está fabricado deben pasar una serie de pruebas de seguridad.

Los generadores fotovoltaicos funcionan en entornos hostiles que imponen exigencias estrictas a los materiales que los componen. En particular, los generadores destinados a instalarse en zonas agrícolas, cerca de masas de agua o en pendientes pronunciadas de montaña deben soportar tormentas severas, temperaturas gélidas y una intensa radiación ultravioleta, lo que requiere materiales con una excelente resistencia a la intemperie y al impacto del frío. Además, la vida útil de 20 años esperada para estos sistemas exige materiales con propiedades extraordinarias a largo plazo, mientras que la generación y transmisión segura de energía eléctrica impone restricciones en cuanto a resistencia al calor, retardo de llama, resistencia al seguimiento, entre otras. Todos estos requisitos de propiedades de los materiales se reflejan en los métodos de prueba (y en los valores numéricos de los criterios de rendimiento) utilizados por organismos de certificación como UL y TÜV Rheinland, y la mejor manera de garantizar el cumplimiento de los sistemas fotovoltaicos es utilizar solo materiales que hayan sido certificados para satisfacer todas estas rigurosas especificaciones.