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Historia de las energías renovables 1: Historia y desarrollo de la energía fotovoltaica

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A partir de hoy queremos comenzar una nueva serie de artículos relacionados con la historia de las energías renovables y los distintos componentes que nos facilitan la energía fotovoltaica, para conocer un poco más a fondo este amplio ámbito y sus múltiples beneficios. 

Todas las semanas abordaremos un tema distinto, pero siempre relacionado con el Astro Rey y la energía que nos proporciona. 

En el artículo de hoy queremos comenzar por la historia de la energía fotovoltaica, cuáles fueron sus primeras aplicaciones y sus innovaciones más importantes. 

Y es que, la energía solar lleva presente en nuestras vidas desde los inicios de la humanidad, siendo un factor clave para la evolución de casi todas las especies vivas; además de ser considerado el Sol como un Dios y una importante figura mitológica, con sinónimos atribuidos como la germinación, el calor o la luz. 

Primeros avances en fotovoltaica

Primeros Avances En Fotovoltaica

Con solo 19 años el francés Alexandre Edmond Becquerel descubrió en el año 1838 el efecto fotovoltaico. El inventor se encontraba experimentando con una pila electrolítica con electrodos de platino cuando comprobó que la corriente ascendía en unos de los electrodos si este se exponía al Sol. 

Sin embargo, no se dieron mayores pasos hasta 1873 cuando, de la mano de Willoughby Smith, se descubrió el efecto fotovoltaico en sólidos, más específicamente sobre el Selenio. 

Pocos años después, en 1877, el inglés William Grylls Adams profesor de Filosofia Natural en la King College de Londres, junto con su alumno Richard Evans Day, crearon la primera célula fotovoltaica de selenio. 

Pese a los grandes logros realizados para el momento histórico que se vivía, en todos estos descubrimientos la cantidad de electricidad que se obtenía era muy reducida y quedaba descartada cualquier aplicación práctica, pero se demostraba la posibilidad de transformar la luz solar en electricidad gracias a elementos sólidos sin partes móviles. 

La posibilidad de una aplicación práctica del fenómeno fotovoltaico no se consiguió hasta 1953 cuando Gerald Pearson, de Bell Laboratories, fabricó de manera casi accidental una célula fotovoltaica basada en el silicio, que resultaba mucho más eficiente que cualquiera compuesta de Selenio. A partir de este gran descubrimiento, otros dos científicos buscaron la forma de perfeccionar este invento, produciendo células solares de silicio capaces de proporcionar suficiente energía eléctrica como para que pudiesen obtener aplicaciones prácticas de ellas.

Así, comenzaba la carrera de las placas fotovoltaicas como proveedoras de energía. 

Inicio de sus aplicaciones prácticas

Inicio De Sus Aplicaciones Practicas

Aunque los avances técnicos en energía fotovoltaica y el rendimiento de las células eran cada vez mayores, sus costes seguían siendo excesivamente altos y limitaban enormemente su aplicación práctica. Mientras que en el año 1956 el coste del vatio de electricidad producido por las centrales convencionales rondaba los 50 céntimos de dólar, el producido por paneles fotovoltaicos llegaba hasta los 300 dólares, descartando su uso como suministrador de grandes cantidades de electricidad. 

Su principal demanda venía de parte de la industria juguetera, que los empleaba para suministrar potencia a pequeños artefactos como maquetas de aviones y coches, o de la industria electrónica, para aplicarlos en pequeños aparatos eléctricos sencillos como podían ser radios para la playa. 

Esto limitaba mucho el desarrollo de la tecnología fotovoltaica, ya que eran muy reducidos los ingresos que generaban, y se hacía muy difícil destinar grandes cantidades de dinero a su investigación y desarrollo. 

Su aplicación en los satélites espaciales

Su Aplicacion En Los Satelites Espaciales

Por fortuna se encontró una aplicación ideal para el estado del desarrollo de los paneles solares fotovoltaicos en esa época; la alimentación del equipo de los satélites espaciales en la incipiente carrera espacial. Su costo no era un factor limitante, ya que los recursos dedicados a la carrera espacial eran enormes y primaba la capacidad de proveer energía eléctrica de forma fiable en áreas de muy difícil acceso. Para ello la energía solar fotovoltaica resultaba muy competitiva. 

Pese a la desconfianza y a las reticencias iniciales de algunos dirigentes de la NASA, la tecnología fotovoltaica terminó por ganarle el pulso a las otras opciones que se barajaron para alimentar los satélites; las baterías químicas y la energía nuclear. Y es que, las baterías, una vez agotadas, inutilizaban todo el equipo, mientras que la energía nuclear presentaba muchas complejidades y apenas pudo ser utilizada en unos pocos proyectos. 

Por el contrario, los paneles solares eran capaces de suministrar energía de manera fiable durante muchos años sin grandes complicaciones. 

Así, en el año 1955, se asignaba a la industria en EEUU el encargo de producción de paneles fotovoltaicos para aplicaciones espaciales. Esto proporcionó un desarrollo tecnológico crucial del sector. Un claro ejemplo fue la empresa Hoffman Electronic, que ofreció en 1955 células de 14 mW con un rendimiento del 3% a un costo de 1500$/W; solo dos años después, esta misma empresa desarrollaba células solares ya con un rendimiento del 8%. 

Finalmente el 17 de marzo de 1958 se lanza el Vanguard I, el primer satélite llevaba 0,1 W en una superficie aproximada de 100 cm2 para alimentar un transmisor de 5 mW. Y es que, aunque en este satélite las placas solares solo eran una fuente de energía de respaldo, acabaron por convertirse en la fuente principal cuando las baterías, que eran el alimento energético principal, se agotaron en solo 20 días. El equipo se pudo mantener operativo gracias a la energía solar durante 5 años. 

La fiabilidad que demostraron los paneles fotovoltaicos en este proyecto propició su empleo sistemático en gran número de misiones espaciales y supuso un enorme impulso para la industria fotovoltaica. Sin lugar a dudas la carrera espacial, tal como la conocemos, no hubiera sido posible sin la existencia de los paneles solares fotovoltaicos. 

De la misma manera podemos afirmar que el actual desarrollo de  los paneles solaresy su importante proyección de futuro hubieran sido muy distintos, y lentos, sin el impulso que le dio la carrera espacial. Y no solo en Estados Unidos se utilizó esta tecnología, sino que la Unión Soviética también empleó sistemáticamente  los paneles solares fotovoltaicos para alimentar sus satélites. 

Sus primeros pasos en un uso doméstico

Sus Primeros Pasos En Un Uso Domestico

A principios de los años 70 el Dr. Elliot Berman con la ayuda financiera de EXXON consiguió producir una célula solar mucho más barata que reducía el coste por vatio de 100$ a 20$. Esta sustancial disminución de su coste cambió totalmente la situación de la fotovoltaica e hizo posible que la aplicación de paneles solares empezara a ser económicamente viable en instalaciones aisladas de la red eléctrica. 

Sus aplicaciones prácticas comenzaron en ese momento a multiplicarse: protección contra la corrosión de oleoductos y gasoductos, iluminación de boyas marinas y faros, repetidores de sistemas de telecomunicaciones o sistemas de iluminación en líneas férreas. Para todas estas opciones la instalación de paneles solares resultaba más rentable económicamente y más eficiente en su labor. 

Mientras, en la década de los años 80 surgieron con fuerza iniciativas para electrificar las sociedades de países empobrecidos. En estas sociedades la electrificación no podía estar abusada en el modelo energético de países más desarrollados, centrado en grandes centrales y sistemas de distribución, ya que resultaba excesivamente costoso instalar toda una red eléctrica en zonas con población muy dispersa en asentamientos rurales. Por todo esto se optó por sistemas de generación eléctrica en el mismo lugar de consumo, y principalmente los paneles solares fotovoltaicos

También encontramos que a partir de los años 80 aparecen las primeras viviendas con electrificación fotovoltaica en países con grandes economías; concepto que propone establecer un sistema de provisión descentralizado en el que cada hogar genera su propia energía en lugar de establecer una gran central y un sistema de distribución de la misma. 

La energía solar será, y ya vemos grandes avances, una de las principales fuentes de energía renovables gracias a su contaminación cero y a la mejora constante de su rendimiento, lo que facilita su aplicación en multitud de ámbitos. 

Esperamos que hayas disfrutado este breve recorrido por la historia de la energía fotovoltaica, y si te ha gustado ¡no te pierdas los próximos capítulos de esta nueva serie!

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