Enerxía solar fotovoltaico

Célula solar monocristalina mientres la so fabricación.

Viviendes sostenibles alimentaes por aciu enerxía solar fotovoltaico nel barriu solar de Vauban (Friburgu, Alemaña).

Mapamundi de radiación solar. Los pequeños puntos nel mapa amuesen l'área total de fotovoltaica necesaria pa cubrir la demanda mundial d'enerxía usando paneles solares con una eficiencia del 8 %.

Artículu principal: Enerxía solar

La enerxía solar fotovoltaico ye una fonte d'enerxía que produz lletricidá d'orixe anovable, llograda direutamente a partir de la radiación solar por aciu un dispositivu semiconductor denomináu célula fotovoltaica, o bien por aciu una deposición de metales sobre un sustratu denominada célula solar de película fina.

Esti tipu d'enerxía úsase principalmente pa producir lletricidá a gran escala al traviés de redes de distribución, anque tamién dexa alimentar innumberables aplicaciones y aparatos autónomos, según abastecer refugio de monte o viviendes aisllaes de la rede llétrica. Por cuenta de la creciente demanda d'enerxíes anovables, la fabricación de célules solares ya instalaciones fotovoltaiques avanzó considerablemente nos últimos años. Empezaron a producise en masa a partir del añu 2000, cuando medioambientalistas alemanes y l'organización Eurosolar llogró financiamientu pa la creación de diez millones de teyaos solares.

Programes d'incentivos económicos, primero, y darréu sistemes d'autoconsumo fotovoltaico y balance netu ensin subsidios, sofitaron la instalación de la fotovoltaica nun gran númberu de países. Gracies a ello la enerxía solar fotovoltaica convirtióse na tercer fonte d'enerxía anovable más importante en términos de capacidá instalada a nivel global, dempués de les enerxíes hidroeléctrica y eólica. A principios de 2017, envalórase qu'hai instalaos en tol mundu cerca de 300 GW de potencia fotovoltaica.

La enerxía fotovoltaica nun emite nengún tipu de polución mientres el so funcionamientu, contribuyendo a evitar la emisión de gases d'efeutu ivernaderu. La so principal desventaxa consiste en que la so producción depende de la radiación solar, polo que si la célula nun s'atopa alliniada perpendicularmente al Sol perder ente un 10-25 % de la enerxía incidente. Por cuenta de ello, nes plantes de conexón a rede popularizóse l'usu de siguidores solares para maximizar la producción d'enerxía. La producción vese afeutada coles mesmes poles condiciones meteorolóxiques adverses, como la falta de sol, nubes o la suciedá que se deposita sobre los paneles. Esto implica que pa garantizar el suministru llétricu ye necesariu complementar esta enerxía con otres fontes d'enerxía gestionables como les centrales basaes na quema de combustibles fósiles, la enerxía hidroeléctrica o la enerxía nuclear.

Gracies a les meyores teunolóxiques, la sofisticación y la economía d'escala, el costu de la enerxía solar fotovoltaica amenorgóse de forma constante desque se fabricaron les primeres célules solares comerciales, aumentando de la mesma la eficiencia, y llogrando que'l so costu mediu de xeneración llétrica seya yá competitivu coles fontes d'enerxía convencionales nun creciente númberu de rexones xeográfiques, algamando la paridá de rede. Anguaño'l costu de la lletricidá producida n'instalaciones solares asitiar ente 0,05-0,10 $/kWh n'Europa, China, India, Sudáfrica y Estaos Xuníos. En 2015, algamáronse nuevos récores en proyeutos d'Emiratos Árabes Xuníos (0,0584 $/kWh), Perú (0,048 $/kWh) y Méxicu (0,048 $/kWh). En mayu de 2016, una puya solar en Dubái algamó un preciu de 0,03 $/kWh.

Historia

El físicu francés Alexandre-Edmond Becquerel foi'l descubridor del efeutu fotovoltaico en 1839, fundamental pal desenvolvimientu de les célules fotoeléctriques.

Esquema del campu llétrico creáu nuna célula fotovoltaica por aciu la unión pn ente dos capes de semiconductores dopados.

Estructura básica d'una célula solar basada en siliciu, y el so principiu de funcionamientu.

El términu «fotovoltaico» empezar a usar en Reinu Xuníu nel añu 1849. Provién del griegu φώς: phos, que significa «lluz», y de -voltaicu, que provién del ámbitu de la lletricidá, n'honor al físicu italianu Alejandro Volta.

L'efeutu fotovoltaico foi reconocíu per primer vegada unos diez años antes, en 1839, pol físicu francés Alexandre-Edmond Becquerel, pero la primer célula solar nun se fabricó hasta 1883. El so creador foi Charles Fritts, quien anubrió una muestra de seleniu semiconductor con pan d'oru pa formar la unión. Esti primitivu dispositivu presentaba una eficiencia menor del 1 %, pero demostró de forma práctica que, efeutivamente, producir lletricidá con lluz yera posible. Los estudios realizaos nel sieglu XIX por Michael Faraday, James Clerk Maxwell, Nikola Tesla y Heinrich Hertz sobre inducción electromagnética, fuercies llétriques y ondes electromagnétiques, y sobremanera los d'Albert Einstein en 1905, apurrieron la base teórica al efeutu fotoeléctricu, que ye'l fundamentu de la conversión d'enerxía solar a lletricidá.

Principiu de funcionamientu

Artículu principal: Célula fotoeléctrica

Cuando un semiconductor dopado esponer a radiación electromagnético, esprender del mesmu un fotón, que cute a un electrón y arrincar, creando un buecu d'electrón buecu nel átomu. De normal, l'electrón atopa rápido otru buecu pa volver enllenalo, y la enerxía proporcionada pol fotón, por tanto, esténase en forma de calor. El principiu d'una célula fotovoltaica ye obligar a los electrones y a los buecos a avanzar escontra'l llau opuestu del material en llugar d'a cencielles recombinarse nél: asina, va producise una diferencia de potencial y polo tanto tensión ente les dos partes del material, como asocede nuna pila.

Pa ello, créase un campu llétrico permanente, al traviés d'una unión pn, ente dos capes dopadas respeutivamente, p y n. Nes célules de siliciu, que son mayoritariamente utilizaes, atopar por tanto:

• La capa cimera de la celda, que se compón de siliciu dopado de tipu n. Nesta capa, hai un númberu d'electrones llibres mayor que nuna capa de siliciu puro, d'ende'l nome del dopaxe n, negativu. El material permanez llétricamente neutru, yá que tantu los átomos de siliciu como los del material dopante son neutros: pero la rede cristalina tien globalmente una mayor presencia d'electrones que nuna rede de siliciu puro.

• La capa inferior de la celda, que se compón de siliciu dopado de tipu p.Esta capa tien polo tanto una cantidá media d'electrones llibres menor qu'una capa de siliciu puro. Los electrones tán amestaos a la rede cristalina que, arriendes d'ello, ye llétricamente neutra pero presenta buecos, positivos (p). La conducción llétrica ta asegurada por estos portadores de carga, que se mueven por tol material.

Nel momentu de la creación de la unión pn, los electrones llibres de la capa n entren instantáneamente na capa p y se recombinan colos buecos na rexón p. Va Esistir asina mientres tola vida de la unión, una carga positiva na rexón n a lo llargo de la unión (porque falten electrones) y una carga negativa na rexón en p a lo llargo de la unión (porque los buecos sumieron); el conxuntu forma la Zona de Carga d'Espaciu» (ZCE) y esiste un campu llétrico ente los dos, de n escontra p. Esti campu llétrico fai de la ZCE un diodu, que namái dexa'l fluxu de corriente nuna direición: los electrones pueden movese de la rexón p a la n, pero non na direición opuesta y pela cueta los buecos nun pasen más que de n escontra p.

En funcionamientu, cuando un fotón arrinca un electrón a la matriz, creando un electrón llibre y un buecu, sol efeutu d'esti campu llétrico cada unu va en direición opuesta: los electrones atropar na rexón n (pa convertise en polu negativu), ente que los buecos atropar na rexón dopada p (que se convierte nel polu positivu). Esti fenómenu ye más eficaz na ZCE, onde cuasi nun hai portadores de carga (electrones o buecos), yá que son anulaos, o na cercanía inmediata a la ZCE: cuando un fotón crea un par electrón-buecu, dixebráronse y ye improbable qu'atopen al so opuestu, pero si la creación tien llugar nun sitiu más alloñáu de la unión, l'electrón (convertíu en buecu) caltién una gran oportunidá pa recombinarse antes de llegar a la zona n. Pero la ZCE ye necesariamente bien delgada, asina que nun ye útil dar una gran espesura a la célula. Efeutivamente, la grosez de la capa n ye bien pequeñu, una y bones esta capa namái se precisa básicamente pa crear la ZCE que fai funcionar la célula. Sicasí, la grosez de la capa p ye mayor: depende d'un compromisu ente la necesidá d'embrivir les recombinaciones electrón-buecu, y pela cueta dexar la captación del mayor númberu de fotones posible, pa lo que se riquir cierta mínima espesura.

En resume, una célula fotovoltaica ye l'equivalente d'un xenerador d'enerxía a la que s'añedió un diodu. Pa llograr una célula solar práctica, amás ye precisu añader contactos llétricos (que dexen estrayer la enerxía xenerada), una capa que protexa la célula pero dexe pasar la lluz, una capa antireflectante pa garantizar la correuta absorción de los fotones, y otros elementos qu'aumenten la eficiencia del mesma.

Primer célula solar moderna

Ver tamién: Cronoloxía del desenvolvimientu de les célules solares

L'inxenieru estauxunidense Russell Ohl patentó la célula solar moderna nel añu 1946, anque otros investigadores avanzaren nel so desenvueltu con anterioridá: el físicu suecu Sven Ason Berglund patentara en 1914 un métodu que trataba d'amontar la capacidá de les célules fotosensibles, ente qu'en 1931, l'inxenieru alemán Bruno Lange desenvolviera una fotocélula usando seleniuro de plata en llugar d'óxidu de cobre.

La era moderna de la teunoloxía solar nun llegó hasta l'añu 1954, cuando los investigadores estauxunidenses Gerald Pearson, Calvin S. Fuller y Daryl Chapin, de los Llaboratorios Bell, afayaron de manera accidental que los semiconductores de siliciu dopado con ciertes impureces yeren bien sensibles a la lluz. Estes meyores contribuyeron a la fabricación de la primer célula solar comercial. Emplegaron una unión difusa de siliciu p–n, con una conversión de la enerxía solar d'aproximao 6 %, un llogru comparáu coles célules de seleniu que difícilmente algamaben el 0,5 %.

Darréu l'estauxunidense les Hoffman, presidente de la compañía Hoffman Electronics, al traviés de la so división de semiconductores foi unu de los pioneros na fabricación y producción a gran escala de célules solares. Ente 1954 y 1960, Hoffman llogró ameyorar la eficiencia de les célules fotovoltaiques hasta'l 14 %, amenorgando los costos de fabricación pa consiguir un productu que pudiera ser comercializáu.

La Estación Espacial Internacional, que llogra la so enerxía al traviés de paneles fotovoltaicos, fotografiada contra'l negror del espaciu y la delgada llinia de l'atmósfera de la Tierra.

Detalle de los paneles solares fotovoltaicos de la Estación Espacial Internacional.

Primeres aplicaciones: enerxía solar espacial

Artículu principal: Enerxía solar espacial

De primeres, les célules fotovoltaiques emplegar de forma minoritaria p'alimentar llétricamente xuguetes y n'otros usos menores, yá que el costu de producción de lletricidá por aciu estes célules primitives yera demasiáu eleváu: en términos relativos, una célula que produxera un vatiu d'enerxía por aciu lluz solar podía costar 250 dólares, en comparanza colos dos o tres dólares que costaba un vatiu procedente d'una central termoeléctrica de carbón.

Les célules fotovoltaiques fueron rescataes del olvidu gracies a la carrera espacial y a la suxerencia d'utilizales n'unu de los primeros satélites puestos n'órbita alredor de la Tierra. La Xunión Soviética llanzó'l so primer satélite espacial nel añu 1957, y Estaos Xuníos siguiría-y un añu dempués. La primer nave espacial qu'usó paneles solares foi'l satélite norteamericanu Vanguard 1, llanzáu en marzu de 1958 (anguaño'l satélite más antiguu entá n'órbita). Nel diseñu d'ésti usaron célules solares creaes por Peter Iles nun esfuerciu encabezáu pola compañía Hoffman Electronics. El sistema fotovoltaico dexó-y siguir tresmitiendo mientres siete años ente que les bateríes químiques escosar en namái 20 díes.

En 1959, Estaos Xuníos llanzó'l Explorer 6. Esti satélite llevaba instalada una serie de módulos solares, soportaos nunes estructures esternes similares a unes ales, formaos por 9600 célules solares de la empresa Hoffman. Esti tipu de dispositivos convirtióse darréu nuna carauterística común de munchos satélites. Había ciertu escepticismu inicial sobre'l funcionamientu del sistema, pero na práctica les célules solares demostraron ser un gran ésitu, y llueu s'incorporaron al diseñu de nuevos satélites.

Pocos años dempués, en 1962, el Telstar convertir nel primer satélite de comunicaciones forníu con célules solares, capaces d'apurrir una potencia de 14 W. Esti finxu xeneró un gran interés na producción y llanzamientu de satélites geoestacionarios pal desenvolvimientu de les comunicaciones, nos que la enerxía provendría d'un dispositivu de captación de la lluz solar. Foi un desenvolvimientu crucial qu'aguiyó la investigación per parte de dellos gobiernos y qu'impulsó la meyora de los paneles fotovoltaicos. Gradualmente, la industria espacial decantar pol usu de célules solares d'arseniuro de galio (GaAs), por cuenta de la so mayor eficiencia frente a les célules de siliciu. En 1970 la primer célula solar con heteroestructura de arseniuro de galio y altamente eficiente desenvolver na Xunión Soviética por Zhorés Alfiórov y el so equipu d'investigación.

A partir de 1971, les estaciones espaciales soviétiques del programa Salyut fueron los primeros complexos orbitales tripulaos en llograr la so enerxía a partir de célules solares, acoplaes n'estructures a los llaterales del módulu orbital, al igual que la estación norteamericana Skylab, pocos años dempués.

Na década de 1970, tres la primera crisis del petroleu, el Departamentu d'Enerxía de los Estaos Xuníos y l'axencia espacial NASA empecipiaron l'estudiu del conceutu d'enerxía solar nel espaciu, que naguaba'l suministru enerxéticu terrestre por aciu satélites espaciales. En 1979 propunxeron una flota de satélites n'órbita geoestacionaria, cada unu de los cualos midiría 5 x 10 km y produciría ente 5 y 10 GW. La construcción implicaba la creación d'una gran factoría espacial onde trabayaríen de cutio cientos d'astronautes. Esti gigantismo yera típicu d'una dómina na que se proyeutaba la creación de grandes ciudaes espaciales. Dexando aparte les dificultaes téuniques, la propuesta foi refugada en 1981 por implicar un costu esbarriáu.A mediaos de la década de 1980, col petroleu de nuevu en precios baxos, el programa foi canceláu.

Sicasí, les aplicaciones fotovoltaiques nos satélites espaciales siguieron el so desenvolvimientu. La producción d'equipos de deposición química de metales por vapor orgánicos o MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) nun se desenvolvió hasta la década de 1980, llindando la capacidá de les compañíes na manufactura de célules solares de arseniuro de galio. La primer compañía que manufacturó paneles solares en cantidaes industriales, a partir d'uniones simples de GaAs, con una eficiencia del 17 % en AM0 (Air Mass Zero), foi la norteamericana Applied Solar Energy Corporation (ASEC). Les célules de doble unión empezaron la so producción en cantidaes industriales por ASEC en 1989, de manera accidental, de resultes d'un cambéu del GaAs sobre los sustratos de GaAs, a GaAs sobre sustratos de xermaniu.

La teunoloxía fotovoltaica, magar nun ye la única que s'utiliza, sigui predominando a principios del sieglu XXI nos satélites d'órbita terrestre. Por casu, les sondes Magallanes, Mars Global Surveyor y Mars Observer, de la NASA, usaron paneles fotovoltaicos, según el Telescopiu espacial Hubble, n'órbita alredor de la Tierra. La Estación Espacial Internacional, tamién n'órbita terrestre, ta dotada de grandes sistemes fotovoltaicos qu'alimenten tol complexu espacial, al igual que nel so día la estación espacial Mir. Otros vehículos espaciales qu'utilicen la enerxía fotovoltaica p'abastecese son la sonda Mars Reconnaissance Orbiter, Spirit y Opportunity, los robots de la NASA en Marte.

• 
  Ilustración de la sonda Mars Reconnaissance Orbiter, fornida con paneles solares, na órbita de Marte.
• 
  Imaxe artística de la sonda espacial Juno, fornida con módulos fotovoltaicos, orbitando el planeta Xúpiter.
• 
  El telescopiu espacial Hubble, forníu con paneles solares, ye puestu n'órbita dende la bodega del tresbordador Discovery en 1990.

La nave Rosetta, llanzada en 2004 n'órbita escontra un cometa tan llonxanu del Sol como'l planeta Xúpiter (5,25 AU), dispón tamién de paneles solares; enantes, l'usu más alloñáu de la enerxía solar espacial fuera'l de la sonda Stardust, a 2 AU. La enerxía fotovoltaica emplegóse tamién con ésitu na misión europea non tripulada a la Lluna, SMART-1, apurriendo enerxía al so propulsor d'efeutu Hall. La sonda espacial Juno va ser la primer misión a Xúpiter n'usar paneles fotovoltaicos en llugar d'un xenerador termoeléctricu de radioisótopos, tradicionalmente usaos nes misiones espaciales al esterior del Sistema Solar. Anguaño tase estudiando'l potencial de la fotovoltaica pa fornir les naves espaciales qu'orbiten más allá de Xúpiter.

Primeres aplicaciones terrestres

Les aplicaciones aisllaes de la rede llétrica supunxeron unu de los primeros usos terrestres de la enerxía solar fotovoltaica, contribuyendo en gran midida al so desenvolvimientu. Na imaxe, faru de Noup Head en Reinu Xuníu.

Dende la so apaición na industria aeroespacial, onde se convirtió nel mediu más fiable pa suministrar enerxía llétrica nos vehículos espaciales, la enerxía solar fotovoltaica desenvolvió un gran númberu d'aplicaciones terrestres. La primer instalación comercial d'esti tipu realizar en 1966, nel faru de la isla Ogami (Xapón), dexando sustituyir l'usu de gas d'antorcha por una fonte llétrica anovable y autosuficiente. Trátase del primer faru del mundu alimentáu por aciu enerxía solar fotovoltaica, y foi crucial pa demostrar la viabilidá y el potencial d'esta fonte d'enerxía.

Les meyores producir de forma lenta mientres les siguientes dos décades, y l'únicu usu xeneralizáu producir nes aplicaciones espaciales, nes que la so rellación potencia a pesu yera mayor que la de cualesquier otra teunoloxía competidora. Sicasí, esti ésitu tamién foi la razón de la so lenta crecedera: el mercáu aeroespacial taba dispuestu a pagar cualquier preciu pa llograr les meyores célules posibles, polo que nun había nenguna razón pa invertir en soluciones de menor costu si esto amenorgaba la eficiencia. Nel so llugar, el preciu de les célules yera determináu en gran midida pola industria de los semiconductores; la so migración escontra la teunoloxía de circuitos integraos na década de 1960 dio llugar a la disponibilidad de lingotes más grandes a precios relativamente inferiores. Al cayer el so preciu, el preciu de les célules fotovoltaiques resultantes baxó n'igual midida. Sicasí, l'amenorgamientu de costos acomuñada a esta creciente popularización de la enerxía fotovoltaica foi llindada, y en 1970 el costu de les célules solares inda s'envaloraba en 100 dólares per vatiu ($/Wp).

Amenorgamientu de precios

A finales de la década de 1960, el químicu industrial estauxunidense Elliot Berman taba investigando un nuevu métodu pa la producción de la materia primo de siliciu a partir d'un procesu en cinta. Sicasí, atopó escasu interés nel so proyeutu y nun pudo llograr el financiamientu necesariu pal so desenvolvimientu. Más tarde, nun alcuentru casual, foi presentáu a un equipu de la compañía petrolera Exxon que taben buscando proyeutos estratéxicos a 30 años vista. El grupu llegara a la conclusión de que la enerxía llétrica sería muncho más costosa nel añu 2000, y consideraba qu'esti aumentu de preciu fadría más curioses a les nueves fontes d'enerxía alternatives, siendo la enerxía solar la más interesante ente estes. En 1969, Berman xunir al llaboratoriu de Exxon n'Atiesten, Nueva Jersey, denomináu Solar Power Corporation (SPC).

El so esfuerciu foi dirixíu en primer llugar a analizar el mercáu potencial pa identificar los posibles usos qu'esistíen pa esti nuevu productu, y rápido afayó que si'l costu por vatiu amenorgar dende los 100 $/Wp a cerca de 20 $/Wp surdiría una importante demanda. Consciente de que'l conceutu del siliciu en cinta» podría tardar años en desenvolvese, l'equipu empezó a buscar maneres d'amenorgar el preciu a 20 $/Wp usando materiales esistentes. La constatación de que les célules esistentes basar nel procesu estándar de fabricación de semiconductores supunxo una primer meyora, inclusive anque nun se tratara d'un material ideal. El procesu empezaba cola formación d'un lingote de siliciu, que se cortaba transversalmente en discos llamaos oblees. Darréu realizábase l'apolazadura de les oblees y, de siguío, pal so usu como célules, dotar d'un recubrimientu con una capa anti reflectante. Berman diose cuenta de que les oblees de corte bastu yá teníen de por sí una superficie frontera anti reflectante perfectamente válida, y por aciu la impresión de los electrodos direutamente sobre esta superficie, esaniciáronse dos pasos importantes nel procesu de fabricación de célules.

El so equipu tamién esploró otres formes d'ameyorar el montaxe de les célules en matrices, esaniciando los costosos materiales y el cableaxe manual utilizáu hasta entós n'aplicaciones espaciales. La so solución consistió n'utilizar circuitos impresos na parte posterior, plásticu acrílicu na parte frontera, y pegamento de silicona ente dambos, embutiendo les célules. Berman diose cuenta de que'l siliciu yá esistente nel mercáu yá yera «abondo bonu» pal so usu en célules solares. Les pequeñes imperfecciones que podíen arruinar un lingote de siliciu (o una oblea individual) pal so usu en electrónica, tendríen pocu efeutu n'aplicaciones solares. Les célules fotovoltaiques podíen fabricase a partir del material refugáu pol mercáu de la electrónica, lo que traería de resultes una gran meyora del so preciu.

Poniendo en práctica toos estos cambeos, la empresa empezó a mercar a bien so costu siliciu refugáu a fabricantes yá esistentes. Por aciu l'usu de les oblees más grandes disponibles, lo qu'amenorgaba la cantidá de cableaxe pa una área de panel dau, y empaquetándolas en paneles colos sos nuevos métodos, en 1973 SPC taba produciendo paneles a 10 $/Wp y vendiéndolos a 20 $/Wp, menguando'l preciu de los módulos fotovoltaicos a una quinta parte en namái dos años.

El mercáu de la navegación marítima

Boya marítima operada pola Alministración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) d'Estaos Xuníos.

SPC empezó a contautar coles compañíes fabricantes de boyes de navegación ufiertándo-yos el productu, pero atopar con una situación interesada. La principal empresa del sector yera Automatic Power, un fabricante de bateríes desechables. Al dase cuenta de que les célules solares podíen comese parte del negociu y los beneficios que'l sector de bateríes producíalu, Automatic Power mercó un prototipu solar de Hoffman Electronics pa terminar arrequexándolo. Al ver que nun había interés per parte de Automatic Power, SPC volvióse entós a Tideland Signal, otra compañía suministradora de bateríes formada por ex-xerentes de Automatic Power. Tideland presentó nel mercáu una boya alimentada por aciu enerxía fotovoltaica y llueu taba arruinando'l negociu de Automatic Power.

El momentu nun podía ser más fayadizu, el rápidu aumentu nel númberu de plataformes petrolíferes n'alta mar y demás instalaciones de carga produció un enorme mercáu ente les compañíes petroleres. Como Tideland tuviera ésitu, Automatic Power empezó entós a procurase'l so propiu suministru de paneles solares fotovoltaicos. Atoparon a Bill Yerkes, de Solar Power International (SPI) en California, que taba buscando un mercáu onde vender el so productu. SPI llueu foi adquirida por unu de los sos veceros más importantes, el xigante petroleru ARCU, formando ARCU Solar. La fábrica d'ARCU Solar en Camarillo (California) foi la primera dedicada a la construcción de paneles solares, y tuvo en funcionamientu continuu dende la so compra por ARCU en 1977 hasta 2011 cuando foi cerrada pola empresa SolarWorld.

Esta situación combinar cola crisis del petroleu de 1973. Les compañíes petroleres disponíen agora de ingentes fondos por cuenta de los sos enormes ingresos mientres la crisis, pero tamién yeren bien conscientes de que'l so ésitu futuru dependería de dalguna otra fonte d'enerxía. Nos años siguientes, les grandes compañíes petroleres empezaron la creación d'una serie d'empreses d'enerxía solar, y fueron mientres décades los mayores productores de paneles solares. Les compañíes ARCU, Exxon, Shell, Amoco (más tarde adquirida por BP) y Mobil caltuvieron grandes divisiones solares mientres les décades de 1970 y 1980. Les empreses de teunoloxía tamién realizaron importantes inversiones, incluyendo General Electric, Motorola, IBM, Tyco y RCA.

Perfeccionando la teunoloxía

Vehículu llétricu propulsado por aciu enerxía fotovoltaica, vencedor del South African Solar Challenge.

Nes décades trescurríes dende les meyores de Berman, les meyores amenorgaron los costos de producción per debaxo de 1 $/Wp, con precios menores de 2 $/Wp pa tol sistema fotovoltaico. El preciu del restu d'elementos d'una instalación fotovoltaica supón agora un mayor costu que los mesmos paneles.

A midida que la industria de los semiconductores desenvolver escontra lingotes cada vez más grandes, los equipos más antiguos quedaron disponibles a precios amenorgaos. Les célules crecieron en tamañu cuando estos equipos antiguos fixéronse disponibles nel mercáu excedentario. Los primeros paneles d'ARCU Solar fornir con célules de 2 a 4 pulgaes (51 a 100 mm) de diámetru. Los paneles na década de 1990 y principios de 2000 incorporaben xeneralmente célules de 5 pulgaes (125 mm), y dende l'añu 2008 cuasi tolos nuevos paneles utilicen célules de 6 pulgaes (150 mm). Tamién la introducción xeneralizada de los televisores de pantalla plana a finales de la década de 1990 y principios de 2000 llevó a una amplia disponibilidad de grandes llámines de vidriu d'alta calidá, que s'utilicen na parte frontera de los paneles.

En términos de les mesmes célules, solo hubo un cambéu importante. Mientres la década de 1990, les célules de polisilicio fixéronse cada vez más populares. Estes célules ufierten menos eficiencia qu'aquelles de monosilicio, pero cultivar en grandes cubes qu'amenorguen en gran midida'l costu de producción. A mediaos de la década de 2000, el polisilicio apoderaba nel mercáu de paneles de baxu costu.

Aplicaciones de la enerxía solar fotovoltaica

Parquímetro abastecíu por aciu enerxía solar fotovoltaica, n'Edimburgu, Reinu Xuníu.

Calculadora solar básica Sharp.

Abellugu de monte alimentáu por aciu enerxía fotovoltaica, nel Parque nacional de Aigüestortes y Llagu de San Mauricio (Pirineos, España).

La producción industrial a gran escala de paneles fotovoltaicos desapegó na década de 1980, y ente los sos múltiples usos pueden destacar:

Telecomunicaciones y señalización

La enerxía solar fotovoltaica ye ideal p'aplicaciones de telecomunicaciones, ente les que s'atopen por casu les centrales locales de telefonía, antenes de radio y televisión, estaciones repetidores de microondes y otros tipos d'enllaces de comunicación electrónicos. Esto ye por cuenta de que, na mayoría de les aplicaciones de telecomunicaciones, utilícense bateríes d'almacenamientu y la instalación llétrica realízase de normal en corriente continua (DC). En terrenes accidentaos y montascosos, les señales de radio y televisión pueden trate interferíes o reflexaes debíu al terrén onduláu. Nestos allugamientos, instálense tresmisores de baxa potencia (LPT) pa recibir y retresmitir la señal ente la población llocal.

Les célules fotovoltaiques tamién s'utilicen p'alimentar sistemes de comunicaciones d'emerxencia, por casu nos postes de SOS (Teléfonos d'emerxencia) en carreteres, señalización ferroviaria, balizamiento pa proteición aeronáutica, estaciones meteorolóxiques o sistemes de vixilancia de datos ambientales y de calidá de l'agua.

Dispositivos aisllaos

L'amenorgamientu nel consumu enerxéticu de los circuitos integraos, fixo posible a finales de la década de 1970 l'usu de célules solares como fonte de lletricidá en calculadores, tales como la Royal Solar 1, Sharp EL-8026 o Teal Photon.

Tamién otros dispositivos fixos qu'utilicen la enerxía fotovoltaica vieron aumentar el so usu nes últimes décades, en llugares onde'l costu de conexón a la rede llétrica o l'usu de piles desechables ye prohibitivamente caru. Estes aplicaciones inclúin por casu les llámpares solares, bombes d'agua, parquímetros, teléfonos d'emerxencia, compactadores de basura, señales de tráficu temporales o permanentes, estaciones de carga o sistemes remotos de vixilancia.

Electrificación rural

En redolaes aisllaes, onde se riquir poca potencia llétrica y l'accesu a la rede ye difícil, les plaques fotovoltaiques empléguense como alternativa económicamente vidable dende va décades. Pa entender la importancia d'esta posibilidá, convien tener en cuenta qu'aproximao una cuarta parte de la población mundial inda nun tien accesu a la enerxía llétrica.

Nos países en desenvolvimientu, munchos pueblos atópense asitiaos n'árees remotes, a dellos quilómetros de la rede llétrica más próxima. Por cuenta de ello, ta incorporándose la enerxía fotovoltaica de forma creciente p'apurrir suministru llétricu a viviendes o instalaciones médiques n'árees rurales. Por casu, en llugares remotos d'India un programa de llume rural hai provistu llume por aciu llámpares LED alimentaes con enerxía solar pa sustituyir a les llámpares de querosenu. El preciu de les llámpares solares yera aproximao'l mesmu que'l costu del suministru de querosenu mientres unos pocos meses. Cuba y otros países de Llatinoamérica tán trabayando p'apurrir enerxía fotovoltaica en zones alloñaes del suministru d'enerxía llétrica convencional. Estes son árees nes que los beneficios social y económicu pa la población llocal ufierten una escelente razón pa instalar paneles fotovoltaicos, anque de normal esti tipu d'iniciatives viéronse apostraes a puntuales esfuercios humanitarios.

Sistemes de bombéu

Artículu principal: Bombéu solar

Los sistemes de bombéu fotovoltaico pueden utilizase p'apurrir agua en sistemes de riego, agua potable en comunidaes aisllaes o bebederos pal ganáu.

Tamién s'emplega la fotovoltaica p'alimentar instalaciones de bombéu pa sistemes de riego, agua potable n'árees rurales y bebederos pal ganáu, o pa sistemes de desalinización d'agua.

Los sistemes de bombéu fotovoltaico (al igual que los alimentaos por aciu enerxía eólica) son bien útiles ellí onde nun ye posible aportar a la rede xeneral de lletricidá o bien supón un preciu prohibitivu. El so costu ye xeneralmente más económicu por cuenta de los sos menores costos d'operación y caltenimientu, y presenten un menor impautu ambiental que los sistemes de bombéu alimentaos por aciu motores de combustión interna, que tienen amás una menor fiabilidá.

Les bombes utilizaes pueden ser tantu de corriente alterna (AC) como corriente continua (DC). De normal empléguense motores de corriente continua pa pequeñes y medianes aplicaciones d'hasta 3 kW de potencia, ente que p'aplicaciones más grandes utilícense motores de corriente alterna acoplaos a un inversor que tresforma pal so usu la corriente continua procedente de los paneles fotovoltaicos. Esto dexa dimensionar sistemes dende 0,15 kW hasta más de 55 kW de potencia, que pueden ser emplegaos p'abastecer complexos sistemes de regación o almacenamientu d'agua.

Sistemes híbridos solar-diésel

Debíu al descensu de costos de la enerxía solar fotovoltaica, ta estendiéndose coles mesmes l'usu de sistemes híbridos solar-diésel, que combinen esta enerxía con xeneradores diésel pa producir lletricidá de forma continua y estable. Esti tipu d'instalaciones tán forníes de normal con equipos auxiliares, tales como bateríes y sistemes especiales de control pa llograr en tou momentu la estabilidá del suministru llétricu del sistema.

Por cuenta de la so viabilidá económica (el tresporte de diésel al puntu de consumu suel ser costosu) en munchos casos sustitúyense antiguos xeneradores por fotovoltaica, ente que les nueves instalaciones híbrides diseñar de tal manera que dexen utilizar el recursu solar siempres que ta disponible, embriviendo l'usu de los xeneradores, menguando asina l'impautu ambiental de la xeneración llétrica en comunidaes remotes y n'instalaciones que nun tán coneutaes a la rede llétrica. Un exemplu d'ello constituyir les empreses mineres, que les sos esplotaciones atopar de normal en campu abierto, alloñaes de los grandes nucleos de población. Nestos casos, l'usu combináu de la fotovoltaica dexa menguar en gran midida la dependencia del combustible diésel, dexando aforros d'hasta'l 70 % nel costu de la enerxía.

Esti tipu de sistemes tamién puede utilizase en combinación con otres fontes de xeneración d'enerxía anovable, tales como la enerxía eólica.

Tresporte y navegación marítima

Equipu del Nuna 3, vehículu solar competidor nel World Solar Challenge.

Anque la fotovoltaica inda nun s'utiliza de forma xeneralizada p'apurrir tracción nel tresporte, ta utilizándose cada vez en mayor midida p'apurrir enerxía auxiliar en barcos y automóviles. Dellos vehículos tán forníos con aire acondicionáu alimentáu por aciu paneles fotovoltaicos pa llindar la temperatura interior nos díes calorosos, ente qu'otros prototipos híbridos utilizar pa recargar les sos bateríes ensin necesidá de conectase a la rede llétrica. Demostróse sobradamente la posibilidá práctica de diseñar y fabricar vehículos propulsados por aciu enerxía solar, según barcos y aviones, siendo consideráu'l tresporte rodáu'l más vidable pa la fotovoltaica.

El Solar Impulse ye un proyeutu dedicáu al desenvolvimientu d'un avión propulsado namái por aciu enerxía solar fotovoltaica. El prototipu puede volar mientres el día propulsado poles célules solares que cubren les sos ales, al empar que carga les bateríes que-y dexen caltener se nel aire mientres la nueche.

La enerxía solar tamién s'utiliza de forma habitual en faros, boyes y balices de navegación marítima, vehículos de recréu, sistemes de carga pa los acumuladores llétricos de los barcos, y sistemes de proteición catódica. Recargar de vehículos llétricos ta cobrando cada vez mayor importancia.

Fotovoltaica integrada n'edificios

Marquesina solar asitiada nel aparcamientu de la Universidá Autónoma de Madrid (Madrid, España).

Artículu principal: Fotovoltaica integrada n'edificios

Munches instalaciones fotovoltaiques atópense de cutiu asitiaes nos edificios: de normal asítiense sobre un teyáu yá esistente, o bien s'integren n'elementos de la mesma estructura del edificiu, como tragaluces, claraboyas o fachaes.

Alternativamente, un sistema fotovoltaico tamién puede ser emplazado físicamente separáu del edificiu, pero conectáu a la instalación llétrica del mesmu pa suministrar enerxía. En 2010, más del 80 % de los 9500 MW de fotovoltaica qu'Alemaña tenía en funcionamientu daquella, instalárense sobre teyaos.

La fotovoltaica integrada n'edificios (BIPV, nes sos sigles n'inglés) ta incorporándose de forma cada vez más creciente como fonte d'enerxía llétrica principal o secundaria nos nuevos edificios domésticos ya industriales, ya inclusive n'otros elementos arquiteutónicos, como por casu pontes. Texer con célules fotovoltaiques integraes son tamién abondo comunes nesti tipu d'integración.

Según un estudiu publicáu en 2011, l'usu d'imáxenes térmiques demostró que los paneles solares, siempres qu'esista una fienda abierta pola que l'aire pueda circular ente los paneles y el techu, apurren un efeutu de refrigeración pasiva nos edificios mientres el día y amás ayuden a caltener el calor acumulao mientres la nueche.

=== Fotovoltaica de conexón a rede Una de les principales aplicaciones de la enerxía solar fotovoltaica más desenvuelta nos últimos años, consiste nes centrales coneutaes a rede pa suministru llétricu, según los sistemes d'autoconsumo fotovoltaico, de potencia xeneralmente menor, pero igualmente coneutaos a la rede llétrica.

Componentes d'una planta solar fotovoltaica

Una planta solar fotovoltaica cuenta con distintos elementos que dexen el so funcionamientu, como son los paneles fotovoltaicos pa la captación de la radiación solar, y los inversores pal tresformamientu de la corriente continua en corriente alterna. Esisten otros, los más importantes méntense de siguío:

Paneles solares fotovoltaicos

Célula fotovoltaica

Artículu principal: Panel fotovoltaico

Xeneralmente, un módulu o panel fotovoltaico consiste nuna asociación de célules, encapsulada en dos capes d'EVA (etilenu-vinilu-acetato), ente una llámina frontera de vidriu y una capa posterior d'un polímeru termoplásticu (frecuentemente emplégase'l tedlar) o otra llámina de cristal cuando se desea llograr módulos con dalgún grau de tresparencia. Bien frecuentemente esti conxuntu ye enmarcáu nuna estructura d'aluminiu anodizado coles mires d'aumentar la resistencia mecánica del conxuntu y facilitar el anclaje del módulu a les estructures de soporte.

Les célules más comúnmente emplegaes nos paneles fotovoltaicos son de siliciu, y puede estremase en trés subcategorías:

• Les célules de siliciu monocristalino tán constituyíes por un únicu cristal de siliciu, de normal manufacturado por aciu el procesu Czochralski. Esti tipu de célules presenta un color azul escuru uniforme.
• Les célules de siliciu policristalino (tamién llamáu multicristalino) tán constituyíes por un conxuntu de cristales de siliciu, lo qu'esplica que'l so rendimientu seya daqué inferior al de les célules monocristalinas. Carauterizar por un color azul más intensu.
• Les célules de siliciu amorfo. Son menos eficientes que les célules de siliciu cristalino pero tamién menos costoses. Esti tipu de célules ye, por casu, el que s'emplega n'aplicaciones solares como relós o calculadores.

Inversores

Un inversor solar instaláu nuna planta de conexón a rede en Speyer, Alemaña.

Artículu principal: Inversor (electrónica)

La corriente llétrica continua qu'apurren los módulos fotovoltaicos puede tresformase en corriente alterna por aciu un aparatu electrónicu llamáu inversor ya inyectar na rede llétrica (pa venta d'enerxía) o bien na rede interior (para autoconsumo).

El procesu, simplificáu, sería los siguiente:

• Xenérase la enerxía a baxes tensiones (380-800 V) y en corriente continua.
• Tresformar con un inversor en corriente alterna.
• En plantes de potencia inferior a 100 kW inyéctase la enerxía direutamente a la rede de distribución en baxa tensión (400 V en trifásicu o 230 V en monofásicu).
• Y pa potencies cimeres a los 100 kW utilízase un tresformador p'alzar la enerxía a media tensión (hasta 36 kV) ya inyéctase nes redes de tresporte pal so posterior suministru.

Nes etapes iniciales del desenvolvimientu de los inversores fotovoltaicos, los requisitos de los operadores de les redes llétriques a la que se conectaben solicitaben namái l'apurra d'enerxía activa y la desconexón del inversor de la rede si ésta entepasaba d'unes ciertes llendes de voltaxe y frecuencia. Col progresivu desenvolvimientu d'estos equipos y la cada vez mayor importancia de les redes llétriques intelixentes, los inversores son yá capaces d'aprovir enerxía reactiva ya inclusive apurrir estabilidá a la rede llétrica.

Siguidores solares

Planta solar asitiada na Base de la Fuercia Aérea Nellis (Nevada, Estaos Xuníos). Estos paneles siguen el percorríu del Sol sobre una exa.

Artículu principal: Siguidora solar

L'usu de siguidores a unu o dos exes dexa aumentar considerablemente la producción solar, en redol al 30 % pa los primeres y un 6 % adicional pa los segundos, en llugares d'elevada radiación direuto.

Los siguidores solares son abondo comunes n'aplicaciones fotovoltaiques. Esisten de dellos tipos:

• En dos exes: la superficie caltiénse siempres perpendicular al Sol.
• Nuna exa polar: la superficie xira sobre una exa empobinada al sur ya inclináu un ángulu igual a la llatitú. El xiru afaise por que la normal a la superficie coincida en tou momentu col meridianu terrestre que contién al Sol.
• Nuna exa azimutal: la superficie xira sobre una exa vertical, l'ángulu de la superficie ye constante ya igual a la llatitú. El xiru afaise por que la normal a la superficie coincida en tou momentu col meridianu local que contién al Sol.
• Nuna exa horizontal: la superficie xira nuna exa horizontal y empobinao en direición norte-sur. El xiru afaise por que la normal a la superficie coincida en tou momentu col meridianu terrestre que contién al Sol.

Cableaxe

Conectores d'un panel solar, utilizaos pa tresportar la corriente continua xenerada pol mesmu hasta l'inversor, onde se tresforma xeneralmente en corriente alterna pal so posterior usu.

Artículu principal: Conductor llétricu

Ye l'elementu que tresporta la enerxía llétrica dende la so xeneración, pa la so posterior distribución y tresporte. El so dimensionamiento vien determináu pol criteriu más restrictivu ente la máxima cayida de tensión almitible y la intensidá máxima almitible. Aumentar les seiciones de conductor que se llogren como resultáu de los cálculos teóricos apurre ventayes añadíes como:

• Llinies más descargaes, lo qu'enllarga la vida útil de los cables.
• Posibilidá d'aumentu de potencia de la planta ensin camudar el conductor.
• Meyor respuesta a posibles cortucircuitos.
• Meyora de la performance ratio (PR) de la instalación.

Plantes de concentración fotovoltaica

Siguidora solar dotada con paneles de concentración fotovoltaica, capaz de producir 53 kW. A los so llau atopa'l vehículu llétricu Tesla Roadster, dexando apreciar la so escala.

Artículu principal: Enerxía solar fotovoltaica de concentración

Otru tipu de teunoloxía nes plantes fotovoltaiques son les qu'utilicen una teunoloxía de concentración llamada CPV poles sos sigles n'inglés (Concentrated Photovoltaics) pa maximizar la enerxía solar recibida pola instalación, al igual que nuna central térmica solar. Les instalaciones de concentración fotovoltaica asitiar n'allugamientos d'alta irradiación solar direuta, como son los países a dambes riberes del Mediterraneu, Australia, Estaos Xuníos, China, Sudáfrica, Méxicu, etc. Hasta l'añu 2006 estes teunoloxíes formaben parte del ámbitu d'investigación, pero nos últimos años punxéronse en marcha instalaciones de mayor tamañu como la de ISFOC (Institutu de Sistemes Solares Fotovoltaicos de Concentración) en Puertollano (Castiella La Mancha) con 3 MW suministrando lletricidá a la rede llétrica.

La idea básica de la concentración fotovoltaica ye la sustitución de material semiconductor por material reflectante o refractante (más baratu). El grau de concentración puede algamar un factor de 1000, talmente que, dada la pequeña superficie de célula solar emplegada, puede utilizase la teunoloxía más eficiente (triple unión, por casu). Per otru llau, el sistema ópticu introduz un factor de perdes que fai recuperar menos radiación que la fotovoltaica plana. Esto, xuníu a la elevada precisión de los sistemes de siguimientu, constitúi la principal barrera a resolver pola teunoloxía de concentración.

Apocayá anuncióse el desenvolvimientu de plantes de grandes dimensiones (percima de 1 MW). Les plantes de concentración fotovoltaica utilicen un siguidor de doble exa pa faer posible un máximu aprovechamientu del recursu solar mientres tol día.

El desenvolvimientu de la enerxía solar fotovoltaica nel mundu

Artículu principal: Crecedera de la enerxía solar fotovoltaica

Ente los años 2001 y 2016 producióse una crecedera esponencial de la producción fotovoltaica, doblándose aproximao cada dos años. La potencia total fotovoltaica instalada nel mundu (coneutada a rede) xubía a 16 gigavatios (GW) en 2008, 40 GW en 2010, 100 GW en 2012, 180 GW en 2014 y 300 GW en 2016.

100 200 300 400 2007 2009 2011 2013 2015

Potencia fotovoltaica mundial instalada hasta 2016, en gigavatios (GW), espresada por rexón.      Europa      Asia-Pacíficu      América del norte y sur      China      África y Oriente Mediu      Restu del mundu

Históricamente, Estaos Xuníos lideró la instalación d'enerxía fotovoltaica dende los sos entamos hasta 1996, cuando la so capacidá instalada algamaba los 77 MW, más que cualesquier otru país hasta la fecha. Nos años posteriores, fueron superaos por Xapón, que caltuvo'l lideralgu hasta que de la mesma Alemaña devasar en 2005, calteniendo'l lideralgu dende entós. A empiezos de 2016, Alemaña averar a los 40 GW instalaos. Sicasí, por eses feches China, unu de los países onde la fotovoltaica ta esperimentando una crecedera más vertixinosa superó a Alemaña, convirtiéndose dende entós nel mayor productor d'enerxía fotovoltaica del mundu. Espérase que multiplique la so potencia instalada actual hasta los 150 GW en 2020.

Producción mundial

La capacidá total instalada supón yá una fracción significativa del mix llétricu na Xunión Europea, cubriendo de media'l 3,5 % de la demanda de lletricidá y algamando el 7 % nos periodos de mayor producción. En dellos países, como Alemaña, Italia, Reinu Xuníu o España, algama máximos superiores al 10 %, al igual qu'en Xapón o en dellos estaos soleyeros d'Estaos Xuníos, como California. La producción añal d'enerxía llétrica xenerada por aciu esta fonte d'enerxía a nivel mundial equivalía en 2015 a cerca de 184 TWh, suficiente p'abastecer les necesidaes enerxétiques de millones de llares y cubriendo aproximao un 1 % de la demanda mundial de lletricidá.

China

Capacidá fotovoltaica total instalada en China ente 2000 y 2016.

Cuota de mercáu de los principales países productores de célules fotovoltaiques ente 1995 y 2013.

Artículu principal: Enerxía solar en China

La enerxía fotovoltaica convirtióse nuna de les mayores industries de la República Popular China. El país asiáticu ye líder mundial por capacidá fotovoltaica, con una potencia instalada a principios de 2016 superior a los 43 GW. Cuenta amás con unes 400 empreses fotovoltaiques, ente les que destaquen Trina Solar y Yingli, xigantes mundiales na fabricación de paneles solares. En 2014 producía aproximao la metá de los productos fotovoltaicos que se fabriquen nel mundu (China y Taiwán xuntos suman más del 60 % de cuota). La producción de paneles y célules fotovoltaiques en China amontóse notablemente mientres la última década: en 2001 caltenía una cuota inferior al 1 % del mercáu mundial, ente que poles mesmes feches, Xapón y Estaos Xuníos sumaben más del 70 % de la producción mundial. Sicasí, l'enclín invirtióse y na actualidá China supera llargamente al restu de productores.

La capacidá de producción de paneles solares chinos práuticamente cuadruplicóse ente los años 2009 y 2011, superando inclusive la demanda mundial. Como resultancia, la Xunión Europea acusó a la industria chino de tar realizando dumping, ye dicir vendiendo los sos paneles a precios per debaxo de costu, imponiendo aranceles a la importación d'esti material.

La instalación d'enerxía fotovoltaica desenvolvióse espectacularmente nel país asiáticu n'años recién, superando inclusive les previsiones iniciales. Por cuenta de tan rápida crecedera, les autoridaes chines viéronse obligaes a revaluar en delles ocasiones el so oxetivu de potencia fotovoltaica.

La potencia total instalada en China creció hasta los 77 GW a finales de 2016, en coneutando 36 GW nel últimu añu, d'alcuerdu a les estadístiques oficiales del país. En 2017, China superaría l'oxetivu marcáu pol gobiernu pa 2020, una potencia fotovoltaica de 100 GW.

Esta crecedera reflexa'l abrupto descensu de costos de la enerxía fotovoltaica, qu'anguaño empieza a ser una opción más barata qu'otres fontes d'enerxía, tanto a precios minoristes como comerciales. Fuentes del gobiernu chinu afirmaron que la fotovoltaica va presentar precios más competitivos que'l carbón y el gas (apurriendo amás una mayor independencia enerxética) a finales d'esta década.

Xapón

Artículu principal: Enerxía solar en Xapón

La enerxía fotovoltaica en Xapón, espandióse rápido dende la década de 1990. El país ye unu de los líderes na fabricación de módulos fotovoltaicos y atópase ente los primeros puestos en términos de potencia instalada, con más de 23 GW a finales de 2014, la mayor parte coneutada a rede. La irradiación en Xapón ye óptima, asitiándose ente 4,3 y 4,8 kWh·m²·día, convirtiéndolo nun país aparente pal desenvolvimientu d'esti tipu d'enerxía.

La venta de módulos fotovoltaicos pa proyeutos comerciales creció rápido tres la introducción per parte del Gobiernu xaponés en xunetu de 2012 d'una tarifa pal incentivu de la fotovoltaica tres el accidente nuclear de Fukushima y la paralización de la mayoría de les centrales nucleares que tien el país.

La mayoría de módulos vien de fabricantes locales, ente los que destaquen Kyocera, Sharp Corporation, Mitsubishi o Sanyo, ente que una pequeña parte son importaos, según esprender de los datos de l'Asociación Xaponesa d'Enerxía Fotovoltaica (Japan Photovoltaic Energy Association, JPA). Tradicionalmente, el mercáu fotovoltaico tuvo bien movíu al segmentu residencial, acopando hasta'l 97 % de la capacidá instalada en tol país hasta 2012. Anque esti enclín ta invirtiéndose, inda más del 75 % de les célules y módulos vendíos en Xapón a principios de 2012 tuvieron como destino proyeutos residenciales, ente que cerca del 9 % emplegar n'instalaciones fotovoltaiques comerciales.

En 2014, la potencia total fotovoltaica instalada nel país asitiábase en redol a los 23 GW, que contribuyíen aproximao nun 2,5 % a la demanda llétrica del país. Mientres el branu de 2015, informóse que la producción fotovoltaica en Xapón cubriera en determinaos momentos el 10 % de la demanda total nacional. Dos años dempués, en 2016, asítiase en redol a 42 GW, y la previsión apunta a que'l mercáu fotovoltaico xaponés va crecer entá más nos próximos años.

Estaos Xuníos

Artículu principal: Enerxía solar nos Estaos Xuníos

Barack Obama mientres una visita a una instalación fotovoltaica nel teyáu del Muséu de Naturaleza y Ciencia de Denver, en febreru de 2009.

Estaos Xuníos ye dende 2010 unu de los países con mayor actividá nel mercáu fotovoltaico, cuenta con grandes empreses del sector, como First Solar o SolarCity, según numberoses plantes de conexón a rede. A principios de 2017, Estaos Xuníos superaba los 40 GW de potencia fotovoltaica instalada, suficiente p'apurrir lletricidá a más de 8 millones de llares, en doblando la so capacidá solar en menos de dos años.

Anque Estaos Xuníos nun caltién una política enerxética nacional uniforme en tol país no referente a fotovoltaica, munchos estaos afitaron individualmente oxetivos en materia d'enerxíes anovables, incluyendo nesta planificación a la enerxía solar en distintes proporciones. Nesti sentíu, el gobernador de California Jerry Brown robló una llexislación riquiendo que'l 33 % de la lletricidá del estáu xenerar por aciu enerxíes anovables a finales de 2020. Estes midíes viéronse sofitaes dende'l gobiernu federal cola adopción del Investment Tax Credit (ITC), una exención fiscal establecida en 2006 pa promover el desenvolvimientu de proyeutos fotovoltaicos, y que foi estendida apocayá hasta 2023.

Un informe priváu recueye que la enerxía solar fotovoltaica espandióse rápido mientres los postreros 8 años, creciendo a una media del 40 % cada añu. Gracies a esti enclín, el costu del kWh producíu por aciu enerxía fotovoltaica viose descomanadamente amenorgáu, ente que'l costu de la lletricidá xenerada por aciu combustibles fósiles nun dexó d'amontar. Como resultancia, l'informe conclúi que la fotovoltaica va algamar la paridá de rede frente a les fontes d'enerxía convencionales en munches rexones d'Estaos Xuníos en 2015. Pero p'algamar una cuota nel mercáu enerxéticu del 10 %, prosigue l'informe, les compañíes fotovoltaiques van precisar estilizar entá más les instalaciones, de forma que la enerxía solar convertir nuna teunoloxía direutamente enchufable («plug-and-play»). Esto ye, que seya senciellu adquirir los componentes de cada sistema y el so interconexón seya simple, al igual que la so conexón a la rede.

Anguaño la mayoría de les instalaciones son coneutaes a rede y utilicen sistemes de balance netu que dexen el consumu de lletricidá nocherniegu d'enerxía xenerada mientres el día. Nueva Jersey lidera los Estaos cola llei de balance netu menos restrictiva, mientres California lidera'l númberu total de llares con enerxía solar. Munchos d'ellos fueron instalaos mientres la iniciativa million solar roof (un millón de teyaos solares).

L'enclín y el ritmu de crecedera actuales indiquen que nos próximos años van construyise un gran númberu de plantes fotovoltaiques nel sur y suroeste del país, onde'l terrén disponible ye abondosu, nos soleyeros desiertos de California, Nevada y Arizona. Les empreses tán adquiriendo cada vez en mayor midida grandes superficies nestes zones, col enfotu de construyir mayores plantes a gran escala.

Alemaña

Artículu principal: Enerxía solar fotovoltaica n'Alemaña

Alemaña dispón a principios de 2016 d'una potencia instalada cercana a los 40 GW. Namái en 2011, Alemaña instaló cerca de 7,5 GW, y la fotovoltaica produció 18 TW·h de lletricidá, el 3 % del total consumíu nel país.

Paneles solares sobre'l teyáu de dellos edificios, nel barriu solar de Vauban, en Friburgu (Alemaña).

El mercáu fotovoltaico n'Alemaña creció considerablemente dende principios del sieglu XXI gracies a la creación d'una tarifa regulada pa la producción d'enerxía anovable, que foi introducida pola «German Renewable Energy Act», llei publicada l'añu 2000. De magar, el costu de les instalaciones fotovoltaiques baxó más del 50 % en cinco años, dende 2006. Alemaña marcóse l'oxetivu de producir el 35 % de la lletricidá por aciu enerxíes anovables en 2020 y algamar el 100 % en 2050.

En 2012, les tarifes introducíes costaben a Alemaña unos 14 000 millones d'euros per añu, tantu pa les instalaciones eóliques como solares. Esti costu ye partíu ente tolos contribuyentes por aciu un sobrecostu de 3,6 céntimos de € por kWh (aproximao'l 15 % del costu total de la lletricidá pal consumidor domésticu).

La considerable potencia instalada n'Alemaña protagonizó dellos récores mientres los últimos años. Mientres dos díes consecutivos de mayu de 2012, por casu, les plantes solares fotovoltaiques instalaes nel país producieron 22 000 MWh na hora del mediudía, lo qu'equival a la potencia de xeneración de venti centrales nucleares trabayando a plena capacidá. Alemaña pulverizó esti récor el 21 de xunetu de 2013, con una potencia instantánea de 24 GW a mediudía. Debíu al calter altamente distribuyíu de la fotovoltaica alemana, aproximao 1,3-1,4 millones de pequeños sistemes fotovoltaicos contribuyeron a esta nueva marca. Aproximao'l 90 % de los paneles solares instalaos n'Alemaña atópense asitiaos sobre teyáu.

En xunu de 2014, la fotovoltaica alemana volvió bater récores mientres dellos díes, al producir hasta'l 50,6 % de tola demanda llétrica mientres un namái día, y superar l'anterior récor de potencia instantánea hasta los 24,24 GW.

A empiezos de branu de 2011, el Gobiernu alemán anunció que l'esquema actual de tarifes regulaes concluyiría cuando la potencia instalada algamara los 52 GW. Cuando esto asoceda, Alemaña va aplicar un nuevu esquema de tarifes d'inyección que los sos detalles non conocer inda.

Sicasí, consciente de que l'almacenamientu d'enerxía por aciu bateríes ye indispensable pal esplegue masivu d'anovables como la enerxía eólica o la fotovoltaica, dada la so intermitencia, el 1 de mayu de 2013 Alemaña punxo en marcha un nuevu programa d'ayudes pa incentivar sistemes fotovoltaicos con bateríes d'almacenamientu. D'esta manera, financiar a les instalaciones fotovoltaiques menores de 30 kW qu'instalen bateríes y atropen lletricidá, con 660 euros por cada kW d'almacenamientu de batería. El programa ta dotáu con 25 millones d'euros añales partíos en 2013 y 2014, y de esta forma llógrase disponer de la enerxía cuando'l recursu nun tea disponible —nun haya vientu esto ye de nueche—, amás de facilitar la estabilidá del sistema llétricu.

India

Capacidá fotovoltaica total instalada n'India hasta 2016.

Artículu principal: Enerxía solar n'India

India ta densamente poblada y tien tamién una gran irradiación solar, lo que fai del país unu de los meyores candidatos pal desenvolvimientu de la fotovoltaica. En 2009, India anunció un programa p'acelerar l'usu d'instalaciones solares nos edificios gubernamentales, al igual qu'en hospitales y hoteles.

La cayida nel preciu de los paneles fotovoltaicos coincidió con una medría del preciu de la lletricidá na India. El sofitu del gobiernu y la bayura del recursu solar ayudaron a impulsar l'adopción d'esta teunoloxía.

El parque solar Charanka, de 345 MW (unu de los mayores del mundu) foi puestu en serviciu n'abril de 2012 y ampliáu en 2015, xunto a un total de 605 MW na rexón de Gujarat. La construcción d'otros grandes parques solares foi anunciada nel estáu de Rajasthan. Tamién el parque solar de Dhirubhai Ambani, de 40 MW, foi inauguráu en 2012.

En xineru de 2015, el gobiernu indiu amontó de forma significativa'l so planes de desenvolvimientu solar, estableciendo un oxetivu d'inversiones per valor de 100 000 millones de dólares y 100 GW de capacidá solar pa 2022.

A empiezos de 2017, la potencia total instalada n'India asitiábase percima de los 10 GW. India espera algamar rápido los 20 GW instalaos, cumpliendo'l so oxetivu de crear 1 millón de puestos de trabayu y algamar 100 GW en 2022.

Italia

Italia atopar ente los primeros países productores de lletricidá procedente d'enerxía fotovoltaica, gracies al programa d'incentivos llamáu Conto Energia. La crecedera foi esponencial nos últimos años: la potencia instalada triplicar en 2010 y cuadruplicóse en 2011, llegando a producir en 2012 el 5,6 % de la enerxía total consumida nel país.

Esti programa cuntaba con un presupuestu total de 6700 millones de €, alcanzáu dichu llende'l Gobiernu dexó d'incentivar les nueves instalaciones, al algamase la paridá de rede. Un informe publicáu en 2013 pol Deutsche Bank concluyía que efeutivamente la paridá de rede algamárase n'Italia y otros países del mundu. El sector llegó a apurrir trabayu a unes 100 000 persones, especialmente nel sector del diseñu ya instalación de diches plantes solares.

Dende mediaos de 2012 ta vixente una nueva llexislación qu'obliga a rexistrar toles plantes cimeres a 12 kW; les de potencia menor (fotovoltaica de teyáu en residencies) tán exentes de rexistru. A finales de 2016, la potencia total instalada asitiábase percima de 19 GW, suponiendo una producción enerxética tan importante que delles centrales de gas operaben a metá del so potencial mientres el día.

Reinu Uníu

La enerxía solar en Reinu Xuníu, anque relativamente desconocida hasta apocayá, desapegó bien rápido n'años recién, por cuenta de la drástica cayida del preciu de los paneles fotovoltaicos y l'introducción de tarifes regulaes a partir d'abril de 2010. En 2014, había censaes yá unes 650 000 instalaciones solares nes islles britániques, con una capacidá total cercana a los 5 GW. La planta solar más grande del país atopar en Southwick Ta, cerca de Fareham, y cuenta con una potencia de 48 MW. Foi inaugurada en marzu de 2015.

En 2012, el gobiernu británicu de David Cameron comprometer a abastecer cuatro millones de llares por aciu enerxía solar en menos d'ocho años, lo qu'equival a instalar unos 22 GW de capacidá fotovoltaica antes de 2020. A principios de 2016, Reinu Uníu instalara más de 10 GW d'enerxía solar fotovoltaica.

Ente los meses d'abril y setiembre de 2016, la enerxía solar produció en Reinu Uníu más lletricidá (6964 GWh) que la producida por aciu carbón (6342 GWh), dambes asítiense en redol a un 5 % de la demanda.

Francia

El mercáu francés ye'l cuartu más importante dientro de la Xunión Europea, tres los mercaos d'Alemaña, Italia y Reinu Uníu. A finales de 2014 cuntaba con más de 5 GW instalaos, y caltién anguaño una crecedera sostenida, envalorándose qu'en 2015 va coneutar a la rede llétrica 1 GW adicional a la capacidá actual. Apocayá, el país galu amontó'l cupu de les sos puyes pa enerxía fotovoltaica de 400 a 800 MW, de resultes de la reconocencia gubernamental a la cada vez mayor competitividá de la enerxía solar.

La planta fotovoltaica más grande d'Europa, un proyeutu de 300 MW llamáu Cestes, atopar en territoriu francés. La so entrada en funcionamientu tuvo llugar a finales de 2015, apurriendo al sector fotovoltaico un exemplu a siguir pol restu de la industria europeo.

Otros mercaos

Fachada fotovoltaica nel edificiu MNACTEC (Terrassa, España).

España

Ver tamién: Enerxía solar n'España

España ye unu de los países d'Europa con mayor irradiación añal. Esto fai que la enerxía solar seya nesti país más rentable que n'otros. Rexones como'l norte d'España, que xeneralmente se consideren pocu afeches pa la enerxía fotovoltaica, reciben más irradiación añal que la media n'Alemaña, país que caltién dende va años el lideralgu na promoción de la enerxía solar fotovoltaica.

Dende principios de la década de 2000, en concordanza coles midíes de sofitu a les enerxíes anovables que se taben llevando a cabu nel restu d'Europa, habíase veníu aprobando la regulación qu'establez les condiciones téunicu y alministrativu, y que supunxo l'entamu d'un lentu despegue de la fotovoltaica n'España. En 2004, el gobiernu español esanició les barreres económiques pa la conexón de les enerxíes anovables a la rede llétrica. El Real Decreto 436/2004 igualó les condiciones pa la so producción a gran escala, y garantizó la so venta por aciu primes a la xeneración.

Gracies a esta regulación, y el posterior RD 661/2007, España foi nel añu 2008 unu de los países con más potencia fotovoltaica instalada del mundu, con 2708 MW instalaos nun namái añu. Sicasí, posteriores cambeos na llexislación del sector ralentizaron la construcción de nueves plantes fotovoltaiques, de tala forma qu'en 2009 instaláronse tan solo 19 MW, en 2010, 420 MW, y en 2011 instaláronse 354 MW, correspondiendo al 2 % del total de la Xunión Europea.

En términos de producción enerxética, en 2010 la enerxía fotovoltaica cubrió n'España aproximao'l 2 % de la xeneración de lletricidá, ente qu'en 2011 y 2012 representó'l 2,9 %, y en 2013 el 3,1 % de la xeneración llétrica según datos del operador, Rede Llétrica..

A principios de 2012, el Gobiernu español aprobó un Real Decreto Llei pol que se paralizó la instalación de nueves centrales fotovoltaiques y demás enerxíes anovables. A finales de 2015 la potencia fotovoltaica instalada n'España xubía a 4667 MW. En 2017, España cayó per primer vegada de la llista de los diez países con mayor capacidá fotovoltaica instalada, al ser superáu por Australia y Corea del Sur. Sicasí, en xunetu de 2017, el Gobiernu entamó una puya qu'axudicó más de 3500 MW de nueves plantes d'enerxía fotovoltaico, que van dexar a España algamar los oxetivos de xeneración d'enerxía anovable establecíos pola Xunión Europea pa 2020. Como novedá, nin la construcción de les plantes axudicaes nin la so operación va suponer dalgún costu pal sistema, sacante nel casu de que'l preciu de mercáu baxe d'un suelu establecíu na puya. La gran baxada de costos de la enerxía fotovoltaico dexó que grandes empreses hayan licitado a preciu de mercáu..

Llatinoamérica

En Llatinoamérica, la fotovoltaica empezó a desapegar nos últimos años. Propúnxose la construcción d'un bon númberu de plantes solares en diversos países, a lo llargo de tola rexón, con proyeutos inclusive percima de 100 MW en Chile.

Chile de fechu yá lidera la producción solar n'Iberoamérica. Esti país inauguró en xunu de 2014 una central fotovoltaica de 100 MW, que se convirtió na mayor realizada hasta la fecha n'Iberoamérica. L'eleváu preciu de la lletricidá y los altos niveles de radiación qu'esisten nel norte de Chile, han promovíu l'apertura d'un importante mercáu llibre de subsidios. A xunetu de 2017, el país andín cuntaba con 1.873 MW fotovoltaicos n'operación.

Otros países suramericanos empezaron a instalar plantes fotovoltaiques a gran escala, ente ellos Perú. Brasil sicasí ta esperimentando una crecedera más lenta del sector, en parte por cuenta de la elevada xeneración por aciu enerxía hidráulica nel país, anque l'estáu de Minas Gerais lidera l'esfuerciu, tres l'aprobación per parte del gobiernu brasilanu d'una fábrica de célules y paneles fotovoltaicos en dicha rexón.

Méxicu tamién tien un enorme potencial no que fai a enerxía solar. Un 70 % del so territoriu presenta una irradiación cimera a 4,5 kWh/m²/día, lo que lo convierte nun país bien soleyeru, ya implica qu'utilizando la teunoloxía fotovoltaica actual, una planta solar de 25 km² en cualquier llugar del estáu de Chihuahua o'l desiertu de Sonora (qu'ocuparía los 0,01 % de la superficie de Méxicu) podría apurrir tola lletricidá demandada pel país. Méxicu cunta yá con más de 200 MW instalaos. El proyeutu Aura Solar, asitiáu en La Paz (Baxa California Sur), inauguráu a principios de 2014, tenía previstu xenerar 82 GWh al añu, suficiente p'abastecer el consumu de 164 000 habitantes (65 % de la población de La Paz), pero foi afaráu pol furacán Odile en setiembre del mesmu añu y la planta nun opera dende entós. La instalación cubría una superficie de 100 hectárees con 131 800 módulos policristalinos sobre siguidores d'una exa.

Otra planta fotovoltaica de 47 MW atopar en fase de planificación en Puerto Libertad (Sonora).La planta, orixinalmente diseñada p'allugar 39 MW, ampliar pa dexar la xeneración de 107 GWh/añu.

Espérase que Méxicu esperimente una mayor crecedera nos próximos años, col fin d'algamar l'oxetivu de cubrir el 35 % de la so demanda enerxética a partir d'enerxíes anovables en 2024, según una llei aprobada pol gobiernu mexicanu en 2012. A empiezos de 2014, Méxicu tenía previstos proyeutos fotovoltaicos por una potencia de 300 MW, de los cualos aproximao 100 MW empezaron a desenvolvese mientres l'últimu trimestre de 2013.

Ver tamién: Enerxía solar en Méxicu

Evolución temporal

Na siguiente tabla amuésase'l detalle de la potencia mundial instalada, desglosada per cada país, dende l'añu 2002 hasta 2016:

Potencia total instalada (MWp) per país

País	Total 2002	Total 2003	Total 2004	Total 2005	Total 2006	Total 2007	Total 2008	Total 2009	Total 2010	Total 2011	Total 2012	Total 2013	Total 2014	Total 2015	Total 2016	Total 2017
Total mundial	2220	2798	3911	5340	6915	9443	15 772	23 210	39 778	69 684	102 024	138 900	177 000	230 000	~306 500	~401 500 (est.)
China	-	-	-	-	-	-	-	-	893	3093	8043	19 800	28 100	43 000	77 000	127 000
Xunión Europea	389	590	1297	2299	3285	5257	10 554	16 357	29 328	51 360	68 640	78 970	86 674	95 200	~101 500	~109 000
Xapón	636,8	859,6	1132	1421,9	1708,5	1918,9	2144	2627	3617	4914	6704	13 600	23 300	33 300	42 410	~50 000
Estaos Xuníos	212,2	275,2	376	479	624	830,5	1168,5	1255,7	2519	4383	7665	12 100	18 600	28 400	40 610	~50 000
Alemaña	278	431	1034	1926	2759	3835,5	5340	9959	17 320	24 875	32 411	35 600	38 128	39 550	40 600	42 900
India	-	-	-	-	-	-	-	-	189	461	1839	2180	3382	5130	10 000	~20 000
Italia	22	26	30,7	37,5	50	120,2	458,3	1157	3502	12 764	16 987	18 400	18 500	18 800	19 160
Reinu Xuníu	4,1	5,9	8,2	10,9	14,3	18,1	22,5	29,6	72	1014	1831	2706	5000	8437	11 460	12 790
Francia	17,2	21,1	26	33	43,9	75,2	179,7	335,2	1025	2831	3843	4598	5700	6800	7170	8044
Australia	39,1	45,6	52,3	60,6	70,3	82,5	104,5	183,6	504	1298	2291	3100	4100	4728	5440
Corea del Sur	5,4	6	8,5	13,5	35,8	81,2	357,5	441,9	662	754	1006	1448	2384	3200	5000
España	7	12	23	48	145	693	3354	3438	3892	4214	4537	4651	4656	4667
Bélxica	-	-	-	-	-	-	-	574	803	2018	2650	2865	3100	3200	3423	3816
Turquía	0,9	1,3	1,8	2,3	2,8	3,3	4	5	6	7	9	15	58	249	820	2647
Grecia	-	-	-	-	-	-	-	55	206	631	1536	2523	2595	2600
República Checa	-	-	-	-	-	-	-	463,3	1953	1960	2022	2132	2134	2134
Canadá	10	11,8	13,9	16,7	20,5	25,8	32,7	94,6	200	563	831	1275	1775	2240
Países Baxos	26,3	45,7	49,2	50,7	52,2	52,8	57,2	67,5	97	118	321	665,4	1000	1320	2040
Tailandia	-	-	-	-	-	-	-	-	28	149	359	676	1300	1600
Chile	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	2	6,7	362	848	1863
Sudáfrica	-	-	-	-	-	-	-	-	40	41	41	s.d.	800	1361
Suiza	19,5	21	23,1	27,1	29,7	36,2	47,9	73,6	111	216	416	716	1036	1350
Rumanía	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	49,5	1150	1293	1301
Brasil	-	-	-	-	-	-	-	-	27	32	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	1100
Bulgaria	-	-	-	-	-	-	-	5,7	18	133	933	1019	1022	1040
Filipines	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	132	1047
Austria	10,3	16,8	21,1	24	25,6	27,7	32,4	52,6	103	176	418	690	830	900
Taiwán	-	-	-	-	-	-	-	-	32	102	206	376	776	800
Israel	-	-	0,9	1	1,3	1,8	3	24,5	66	196	250	433	683	766
Dinamarca	1,6	1,9	2,3	2,7	2,9	3,1	3,3	4,6	7,1	17	394	863	636	685
Eslovaquia	-	-	-	-	-	-	-	0,2	145	488	523	537	590
Portugal	1,7	2,1	2,7	3	3,4	17,9	68	102,2	131	144	244	278	346	454
Hondures	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	388	433
Ucraína	-	-	-	-	-	-	-	-	3	190	326	s.d.	s.d.	432
Rusia	-	-	-	-	-	-	-	-	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	407
Méxicu	16,2	17,1	18,2	18,7	19,7	20,8	21,8	25	31	37	52	70	200	300
Arxelia	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	274
Eslovenia	-	-	-	-	-	-	-	9	36	90	198	255	256
Malasia	-	-	-	-	5,5	7	9	11	15	15	36	78	170	220
Paquistán	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	210
Guatemala	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	136	194
Bangladesh	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	167
Luxemburgu	-	-	-	-	-	-	-	27	27	30	76	100	110	120
Perú	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	40	s.d.	114
Suecia	3,3	3,6	3,9	4,2	4,8	6,2	7,9	9	11	16	24	43	79
Xordania	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	23,4	75
Lituania	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	6	68	68
Xipre	-	-	-	-	-	-	-	3,3	6,2	10	17	35	65
Cuba	-	-	-	-	-	-	-	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	65
Malta	-	-	-	-	-	-	-	2	2	11,5	18	25	54
Hungría	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	4	15	38
Polonia	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	7	s.d.	34
Croacia	-	-	-	0,5	1,2	3,2	5,6	12,1	16,4	16,4	21,7	24,7	33
Ecuador	-	-	-	-	-	-	-	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	s.d.	26
Noruega	6,4	6,6	6,9	7,3	7,7	8	8,3	9	9	10	10	s.d.	13
Finlandia	-	-	-	-	-	-	-	5	7	8	8	s.d.	10
Arxentina	-	-	-	-	-	-	-	-	1,2	6,2	s.d.	s.d.	s.d.

Previsión al llargu plazu

100 200 300 400 500 600 2009 2011 2013 2015 2017 2019

Potencia fotovoltaica instalada nel mundu (en GW). Datos históricos hasta 2014 y previsión hasta 2019.      Datos históricos      Estimación pa 2015 ( 55 GW, 233 GW)      Previsión moderada 396 GW en 2019       Fonte: SPE, Global Market Outlook 2015, xunto coles previsiones de la industria pa 2015.

Envalórase que la potencia fotovoltaica instalada creció unos 75 GW en 2016, y China tomó'l lideralgu frente a Alemaña siendo yá'l mayor productor d'enerxía fotovoltaico. Pa 2019, envalórase que la potencia total va algamar en tol mundu 396 GW (escenariu moderáu) o inclusive 540 GW (escenariu optimista).

La consultora Frost & Sullivan envalora que la potencia fotovoltaica va amontar hasta los 446 GW pa 2020, siendo China, India y Estaos Xuníos los países con una mayor crecedera, mientres Europa va ver doblada la so capacidá al respective de los niveles actuales. La firma Grand View Research, consultora y analista de mercaos aniciada en San Francisco, publicó les sos estimaciones pal sector en marzu de 2015. El potencial fotovoltaico de países como Brasil, Chile y Arabia Saudita inda nun se desenvolvió conforme a lo esperao, y espérase que seya desenvueltu mientres los próximos años. Amás d'ello, l'aumentu de la capacidá de manufactura en China prevese que siga ayudando a menguar entá más los precios en descensu. La consultora envalora que la capacidá fotovoltaica mundial algame los 490 GW en 2020.

La organización PV Market Alliance (PVMA), un consorciu formáu por delles entidaes d'investigación, calcula que la capacidá global va tar ente los 444-630 GW en 2020. Nel escenariu más pesimista, preve que'l ritmu d'instalación añal asitiar ente los 40 y 50 gigavatios al rematar la década, ente que nel escenariu más optimista estima que s'instalen ente 60 y 90 GW añales mientres los próximos cinco años. L'escenariu entemediu estima que s'asitien ente 50 y 70 GW, p'algamar 536 GW en 2020. Les cifres de PVMA concuerden coles publicaes enantes por Solar Power Europe. En xunu de 2015, Greentech Media (GTM) publicó'l so informe Global PV Demand Outlook pa 2020, qu'envalora que les instalaciones añales van amontar de 40 a 135 GW, algamando una capacidá total global de cuasi 700 GW en 2020. La estimación de GTM ye la más optimista de toles publicaes hasta la fecha, envalorando que se van instalar 518 GW ente 2015 y 2020, lo que supón más del doble qu'otres estimaciones.

Pela so parte, EPIA tamién calcula que la enerxía fotovoltaico va cubrir ente un 10 y un 15 % de la demanda d'Europa en 2030. Un informe conxuntu d'esta organización y Greenpeace publicáu en 2010 amuesa que pal añu 2030, un total de 1845 GW fotovoltaicos podríen xenerar aproximao 2646 TWh/añu de lletricidá en tol mundu. Combináu con midíes d'eficiencia enerxética, esta cifra representaría cubrir el consumu de cuasi un 10 % de la población mundial. Pal añu 2050, envalórase que más del 20 % de la lletricidá mundial podría ser cubiertu pola enerxía fotovoltaico.

Plantes fotovoltaiques de conexón a rede

Categoría principal: Centrales d'enerxía solar fotovoltaico

N'Europa y nel restu del mundu construyéronse un gran númberu de centrales fotovoltaiques a gran escala. A finales de 2018, les plantes fotovoltaiques más grandes del mundu yeren, d'alcuerdu a la so capacidá de producción:

Parque solar Lauingen Energy Park, de 25,7 MW en Suabia (Baviera, Alemaña)

Parque solar en Waldpolenz, Alemaña

Proyeutu	País	Llocalización	Potencia	Añu
Tengger Desert Solar Park	China	37°33′00″N 105°03′14″E	1547 MW	2016
Datong Solar Power Top Runner Base	China	40°04′25″N 113°08′12″E	1000 MW	2016
Kurnool Solar	India	15.681522°N 78.283749°E / 15.681522; 78.283749 (Kurnool Solar Park)	1000 MW	2017
Yanchi Solar PV Station	China	38.1633714°N 106.7611986°E / 38.1633714; 106.7611986	1000 MW	2016
Longyangxia Hydro-solar PV Station	China	36°10′54″N 100°34′41″E	850 MW	2013-2017
Parque Villanueva Solar	Méxicu	29°22′21″N 101°2′38″W	828 MW	2018
Rewa Ultra Mega Solar	India	24.53°N 81.29°E / 24.53; 81.29 (Rewa Ultra Mega Solar)	750 MW	2018
Bhadla Solar Park	India	27°32′22.81″N 71°54′54.91″E	746 MW	2017
Kamuthi Solar Power Project	India	9°21′16″N 78°23′4″E	648 MW	2016
Pavagada Solar Park	India	14°05′49″N 77°16′13″E	600 MW	2017
Solar Star	Estaos Xuníos	34°49′50″N 118°23′53″W	579 MW	2015
Desert Sunlight Solar Farm	Estaos Xuníos	33°49′33″N 115°24′08″W	550 MW	2015
Topaz Solar Farm	Estaos Xuníos	35°23′N 120°4′W	550 MW	2014
Copper Mountain III Solar Facility	Estaos Xuníos	35°47′N 114°59′W	350 MW	2015
Charanka Solar Park	India	23°54′N 71°12′E	345 MW	2012-2015
Cestes Solar Power Plant	Francia	44°43′32″N 0°49′1″W	300 MW	2015
Nova Olinda Solar	Brasil		292 MW	2017
Agua Caliente Solar Project	Estaos Xuníos	32°57.2′N 113°29.4′W	290 MW	2012
Garland Solar	Estaos Xuníos		272 MW	2016
Tranquility Solar	Estaos Xuníos	36°37′2″N 120°23′16″W	258 MW	2016
Ituverava Solar	Brasil		254 MW	2017

A mediaos de 2017, les mayores plantes solares del mundu atópense asitiaes en China ya India. Kurnool Solar, nel estáu indiu d'Andhra Pradesh alluga 1 GW de capacidá, equivalente en potencia a una central nuclear. La planta Yanchi Solar, na provincia de Qinghai (China) cunta coles mesmes con dicha capacidá. Ente los primeros puestos atópase tamién Longyangxia Hydro-Solar PV Station, asitiada xunto a la presa de Longyangxia en China. Consiste nun macrocomplejo hidroeléctricu de 1280 MW, al que darréu se -y añader una central fotovoltaica de 320 MW, completada en 2013. A finales de 2015 inauguróse una segunda fase de 530 MW, lo qu'alzó la potencia total de la planta solar hasta los 850 MW.

Otros proyeutos de gran escala atópense asitiaos n'Estos Xuníos. Solar Star, tien una potencia de 579 MW y atópase en California. Les plantes Topaz Solar Farm y Desert Sunlight Solar Farm en Riverside County, tamién en California, tien coles mesmes una potencia de 550 MW. El proyeutu Blythe Solar Power consiste nuna planta fotovoltaica de 500 MW, asitiada igualmente en Riverside County, que la so construcción ta prevista llueu. N'Europa, el proyeutu de mayor valumbu llámase Cestes Solar Power Plant, allugáu na llocalidá de Cestes (Francia), que cunta con una capacidá de 300 MW y entró n'operación a finales de 2015.

Hai otres munches plantes de gran escala en construcción. El McCoy Solar Energy Project, n'Estaos Xuníos, va tener una potencia de 750 MW una vegada completáu. Nos últimos años, propúnxose la construcción de delles plantes de potencies cimeres a los 1000 MW en distintos llugares del mundu. La planta Quaid-y-Azam Solar Park, asitiada en Paquistán y que la so primer fase yá s'atopa operativa con 100 MW, tien previstu ampliar la so capacidá hasta los 1500 MW. Los Emiratos Árabes Xuníos entamen tamién la construcción d'una planta de 1000 MW. El Ordos Solar Project, asitiáu en China, va algamar los 2000 MW. El proyeutu Westlands Solar Park tien una capacidá prevista de 2700 MW, a ser completáu en delles fases.

No que fai a instalaciones fotovoltaiques sobre teyáu, la mayor instalación atopar nes instalaciones de Renault Samsung Motors en Busan (Corea del Sur), y cuenta con 20 MW distribuyíos sobre les distintes cubiertes, parkings ya infraestructures del complexu. Inaugurada en 2013, apurre enerxía a la fábrica y miles de llares cercanos.

Almacenamientu d'enerxía fotovoltaico por aciu bateríes

Ver tamién: Almacenamientu d'enerxía

L'almacenamientu d'enerxía preséntase como un retu importante pa dexar cuntar con un suministru continuu d'enerxía, yá que la enerxía solar nun puede xenerase pela nueche. Les bateríes recargables usáronse tradicionalmente p'almacenar l'escesu de lletricidá en sistemes aisllaos. Cola apaición de los sistemes coneutaos a rede, l'escesu de lletricidá puede tresportase por aciu la rede llétrica a los puntos de consumu. Cuando la producción d'enerxía anovable supón una pequeña fracción de la demanda, otres fontes d'enerxía pueden afaer la so producción de forma apropiada pa emprestar un respaldu a la variabilidá de les fontes anovables, pero cola crecedera d'estes postreres, faise necesariu un control más fayadizu pal equilibriu de la rede.

Col cayente de los precios, les centrales fotovoltaiques empiecen a disponer de bateríes pa controlar la potencia de salida o almacenar l'escesu d'enerxía por que pueda ser emplegáu mientres les hores en que les centrales anovables nun pueden xenerar direutamente. Esti tipu de bateríes dexa estabilizar la rede llétrica al anidiar los picos de demanda mientres minutos o hores. Prevese que nel futuru estes bateríes van xugar un papel importante na rede llétrica, yá que pueden ser cargaes mientres los periodos cuando la xeneración entepasa la demanda y vertir dicha enerxía na rede cuando la demanda ye mayor que la xeneración.

Por casu, en Puertu Ricu un sistema con una capacidá de 20 megavatios mientres 15 minutos (5 megavatio hora) emplegar pa estabilizar la frecuencia de la rede na isla. Otru sistema de 27 megavatios mientres 15 minutos (6,75 megavatio hora) con bateríes de níquel-cadmiu foi instaláu en Fairbanks (Alaska) en 2003 pa estabilizar el voltaxe de les llinies de tresmisión.

La mayoría d'estos bancos de bateríes atópense alcontraos xunto a les mesmes plantes fotovoltaiques. Los mayores sistemes n'Estaos Xuníos inclúin la batería de 31,5 MW na planta Grand Ridge Power en Illinois, y la batería de 31,5 MW en Beech Ridge, Virginia. Ente los proyeutos más destacaos asítiense'l sistema de 400 MWh (100 MW mientres cuatro hores) del proyeutu Southern California Edison y un proyeutu de 52 MWh en Kauai (Ḥawai), que dexa mover por completu la producción d'una planta de 13MW pal so usu tres la puesta del sol. Otros proyeutos asítiase en Fairbanks (40 MW pa 7 minutos por aciu bateríes de níquel-cadmiu) y en Notrees (Texas) (36 MW pa 40 minutos usando bateríes de plomu acedu).

En 2015, instalóse un total de 221 MW con almacenamientu de bateríes n'Estaos Xuníos, y envalórase que la potencia total d'esti tipu de sistemes creza hasta los 1,7 GW en 2020. La mayoría instalada poles mesmes compañíes mayoristas del mercáu estauxunidense.

Autoconsumo y balance netu

Instalación fotovoltaica sobre teyáu nuna residencia de Boston (Massachusetts, Estaos Xuníos).

Exemplu d'integración de la enerxía solar fotovoltaico sobre'l teyáu d'una vivienda.

Artículos principales: Autoconsumo fotovoltaico y Balance netu

El autoconsumo fotovoltaico consiste na producción individual a pequeña escala de lletricidá pal mesmu consumu, al traviés de paneles fotovoltaicos. Ello puédese complementar col balance netu. Esti esquema de producción, que dexa compensar el consumu llétricu por aciu xenerar por una instalación fotovoltaica en momentos de menor consumu, yá foi enllantáu con ésitu en munchos países. Foi propuestu n'España pola Asociación de la Industria Fotovoltaica (ASIF) pa promover la lletricidá anovable ensin necesidá de sofitu económicu adicional, y tuvo en fase de proyeutu pol IDAE. Darréu recoyóse nel Plan d'Enerxíes Anovables 2011-2020, pero inda nun foi reguláu.

Sicasí, nos últimos años, debíu a la creciente puxanza de pequeñes instalaciones d'enerxía anovable, el autoconsumo con balance netu empezó a ser reguláu en diversos países del mundu, siendo una realidá en países como Alemaña, Italia, Dinamarca, Xapón, Australia, Estaos Xuníos, Canadá y Méxicu, ente otros.

Ente les ventayes del autoconsumo respectu al consumu de la rede atopen les siguientes:

• Col abaratamientu de los sistemes de autoconsumo y l'encarecimientu de les tarifes llétriques, cada vez ye más rentable qu'unu mesmu produza la so propia lletricidá.
• Amenórgase la dependencia de les compañíes llétriques.
• Los sistemes de autoconsumo fotovoltaicos utilicen la enerxía solar, una fonte gratuita, perenal, llimpia y respetuosa col medioambiente.
• Xenérase un sistema distribuyíu de xeneración llétrica qu'amenorga la necesidá d'invertir en nueves redes y amenorga les perdes d'enerxía pol tresporte de la lletricidá al traviés de la rede.
• Amenórgase la dependencia enerxética del país col esterior.
• Evítense problemes p'abastecer tola demanda n'hora punta, conocíos polos cortes de lletricidá y xubíes de tensión.
• Embrívese l'impautu de les instalaciones llétriques na so redolada.

Nel casu del autoconsumo fotovoltaico, el tiempu de torna de la inversión calcula sobre la base de cuánta lletricidá dexar de consumir de la rede, debíu al emplegu de paneles fotovoltaicos.

Por casu, n'Alemaña, con precios de la lletricidá en 0,25 €/kWh y un solazu de 900 kWh/kWp, una instalación de 1 kWp aforra unos 225 € al añu, lo que con unos costos d'instalación de 1700 €/kWp significa que'l sistema se amortizará en menos de 7 años. Esta cifra ye entá menor en países como España, con una irradiación cimera a la esistente nel norte del continente européu.

Eficiencia y costos

Artículu principal: Paridá de rede

Cronoloxía de les eficiencies de conversión llograes en célules solares fotovoltaiques (fonte: National Renewable Energy Laboratory d'Estaos Xuníos)

Evolución del preciu de les célules fotovoltaiques de siliciu cristalino (en $/Wp) ente 1977 y 2015 (fonte: Bloomberg New Energy Finance)

Les eficiencies de les célules solares varien ente'l 6 % d'aquelles basaes en siliciu amorfo hasta'l 46 % de les célules multiunión. Les eficiencies de conversión de les célules solares que s'utilicen nos módulos fotovoltaicos comerciales (de siliciu monocristalino o policristalino) atópense en redol al 16-22 %.

El costu de les célules solares de siliciu cristalino baxó dende 76,67 $/Wp en 1977 hasta aproximao 0,36 $/Wp en 2014. Esti enclín sigue la llamada llei de Swanson, una predicción similar a la conocida Llei de Moore, qu'establez que los precios de los módulos solares baxen un 20 % cada vez que se dobla la capacidá de la industria fotovoltaica.

En 2014, el preciu de los módulos solares amenorgárase nun 80 % dende'l branu de 2008, asitiando a la enerxía solar per primer vegada nuna posición ventaxosa respectu al preciu de la lletricidá pagáu pol consumidor nun bon númberu de rexones soleyeres. Nesti sentíu, el costu mediu de xeneración llétrica de la enerxía solar fotovoltaico ye yá competitivu col de les fontes convencionales d'enerxía nuna creciente llista de países, particularmente cuando se considera la hora de xeneración de dicha enerxía, una y bones la lletricidá ye usualmente más cara mientres el día. Producióse una dura competencia na cadena de producción, y coles mesmes espérense mayores cayíes del costu de la enerxía fotovoltaico nos próximos años, lo que supón una creciente amenaza al dominiu de les fontes de xeneración basaes nes enerxíes fósiles. Conforme pasa'l tiempu, les teunoloxíes de xeneración anovable son xeneralmente más barates, ente que les enerxíes fósiles vuélvense más cares:

Cuanto más baxa'l costu de la enerxía solar fotovoltaico, más favorablemente compite coles fontes d'enerxía convencionales, y más curiosa ye pa los usuarios de lletricidá en tol mundu. La fotovoltaica a pequeña escala puede utilizase en California a precios de 100 $/MWh (0,10 $/kWh) per debaxo de la mayoría d'otros tipos de xeneración, inclusive aquellos que funcionen por aciu gas natural de baxu costu. Menores costos nos módulos fotovoltaicos tamién suponen un estímulu na demanda de consumidores particulares, pa los que'l costu de la fotovoltaica compárase yá favorablemente al de los precios finales de la enerxía llétrica convencional.

En 2011, el costu de la fotovoltaica cayera abondo per debaxo del de la enerxía nuclear, y espérase que siga cayendo:

Pa instalaciones a gran escala, yá s'algamaron precios per debaxo de 1 $/vatiu. Por casu, n'abril de 2012 publicóse un preciu de módulos fotovoltaicos a 0,60 Euro/Vatio (0,78 $/Vatiu) nun alcuerdu marco de 5 años. En delles rexones, la enerxía fotovoltaico algamó la paridá de rede, que se define cuando los costos de producción fotovoltaica atópense al mesmu nivel, o per debaxo, de los precios de lletricidá que paga'l consumidor final (anque na mayor parte de les ocasiones inda percima de los costos de xeneración nes centrales de carbón o gas, ensin cuntar cola distribución y otros costos inducíos). La enerxía fotovoltaico xenérase per un periodu del día bien cercanu al picu de demanda (preceder) en sistemes llétricos que faen gran usu del aire acondicionáu. Más xeneralmente, rescampla que, con un preciu de carbón de 50 $/tonelada, qu'alza'l preciu de les plantes de carbón a 5 cent./kWh, la enerxía fotovoltaico va ser competitiva na mayor parte de los países. El preciu a la baxa de los módulos fotovoltaicos reflexóse rápido nun creciente númberu d'instalaciones, atropando en tou 2011 unos 23 GW instalaos esi añu. Anque s'espera ciertu afitamientu en 2012, por cuenta de retayos nel sofitu económicu nos importantes mercaos d'Alemaña ya Italia, la fuerte crecedera bien probablemente va siguir mientres el restu de la década. Ello ye que yá nun estudiu mentábase que la inversión total n'enerxíes anovables en 2011 superara les inversiones na xeneración llétrica basada nel carbón.

L'enclín ye que los precios mengüen entá más col tiempu una vegada que los componentes fotovoltaicos entraron nuna clara y direuta fase industrial. A finales de 2012, el preciu mediu de los módulos fotovoltaicos cayera a 0,50 $/Wp, y les previsiones apunten que'l so preciu va siguir amenorgándose hasta los 0,36 $/Wp en 2017.

En 2015, l'Institutu alemán Fraunhofer especializáu n'enerxía solar (ISE) realizó un estudiu que concluyía que la mayoría de los escenarios previstos pal desenvolvimientu de la enerxía solar infravaloran la importancia de la fotovoltaica. L'estudiu realizáu pol institutu Fraunhofer envaloraba que'l costu levelizado (LCOE) de la enerxía solar fotovoltaico pa plantes de conexón a rede va asitiase al llargu plazu ente 0,02 y 0,04 €/kWh, niveles inferiores a los de les fontes d'enerxía convencionales.

Estractu de les conclusiones del estudiu de Fraunhofer ISE: Current and Future Cost of Photovoltaics. Long-term Scenarios for Market Development, System Prices and LCOE of Utility-Scale PV Systems (Costu actual y futuru de la enerxía fotovoltaico. Escenarios al llargu plazu pal desenvolvimientu del mercáu, sistemes de precios y LCOE de sistemes fotovoltaicos de conexón a rede)— Febreru de 2015:

1. La enerxía solar fotovoltaico yá ye anguaño una teunoloxía de xeneración anovable de baxu costu. El costu de les plantes fotovoltaiques a gran escala coneutaes a rede cayó n'Alemaña dende valores cimeros a 0,40 €/kWh en 2005 hasta los 0,09 €/kWh en 2014. Publicáronse costos inclusive menores n'otres rexones más soleyeres del restu del mundu, yá que una bona parte de los componentes de les plantes fotovoltaiques comercializar nos mercaos globales.
2. La enerxía solar llueu se va convertir na fonte d'enerxía más barata en munches rexones del mundu. Inclusive suponiendo proyecciones conservadores y considerando que nun se producirán meyores teunolóxiques importantes, nun s'espera un parón nel amenorgamientu de costos que se ta produciendo anguaño. Dependiendo de la irradiación añal del allugamientu escoyíu, el costu de la fotovoltaica va asitiar ente los 0,04-0,06 €/kWh pa 2025, algamando 0,02-0,04 €/kWh antes de 2050 (estimación conservadora).
3. L'ambiente financiero y regulatorio van ser la clave pa los futuros amenorgamientos de costu d'esta teunoloxía. El costu de los componentes nos mercaos globales va baxar independientemente de les condiciones locales de cada país. Pero una regulación desaparente pueden suponer una medría de costu d'hasta'l 50 % debíu al mayor costu de financiamientu. Esto puede inclusive llegar a compensar negativamente el fechu de cuntar con un mayor recursu solar en delles zones.
4. La mayoría de los escenarios previstos pal desenvolvimientu de la enerxía solar infravaloran la importancia de la fotovoltaica. Basaos n'estimaciones de costos desactualizadas, la mayor parte de les proyecciones pal futuru de los sistemes enerxéticos domésticos, rexonales y globales preven tan solo una pequeña producción d'enerxía solar. Los resultaos del nuesu analís indiquen que se fai necesaria una revisión fundamental d'esti aspeutu pa llograr una optimización de los costos.

Enerxía fotovoltaico de capa fina o Thin film

Laminados fotovoltaicos de capa fina siendo instalaos sobre un teyáu.

Cuota de mercáu de les distintes teunoloxíes fotovoltaiques: Reparar la predominancia de les célules de siliciu. En 2010, la cuota de la teunoloxía de capa delgada cayó un 30 % debíu a la crecedera de les más eficientes teunoloxíes de siliciu mono y policristalinas qu'apoderen el mercáu (tán representaes n'azul claro ya intensu).

Artículu principal: Célula solar de película fina

Otra alternativa de baxu costu a les célules de siliciu cristalino ye la enerxía fotovoltaico de capa o película fina que ta basada nes célules solares de tercer xeneración. Consisten nuna célula solar que se fabrica por aciu el depósitu d'una o más capes delgaes (película delgada) de material fotovoltaico nun sustratu.

Les célules solares de película delgada suelen clasificase según el material fotovoltaico utilizáu:

• Siliciu amorfo (a-Si) y otros silicios de película delgada (TF-Si)
• Teluro de cadmiu (CdTe)
• Cobre indiu galio y seleniuro (CIS o CIGS)
• Célules solares sensibilizaes por colorante (DSC) y otres célules solares orgániques.

La Conferencia Internacional Enerxía Solar de Baxu Costu de Sevilla, realizada en febreru de 2009, foi'l primer escaparate n'España de les mesmes. Esta teunoloxía causó grandes mires nos sos entamos. Sicasí, la fuerte cayida nel preciu de les célules y los módulos de siliciu policristalino dende finales de 2011 provocó que dellos fabricantes de capa fina háyanse vistu obligaos a abandonar el mercáu, ente qu'otros vieron bien amenorgaos los sos beneficios.

El Presidente d'Estaos Xuníos Barack Obama pronuncia un discursu mientres la inauguración d'una planta solar fotovoltaica, en mayu de 2009.

Beneficiu medioambiental

La cantidá d'enerxía solar qu'algama a la superficie terrestre ye enorme, cerca de 122 petavatios (PW), y equival a cuasi 10 000 vegaes más que los 13 TW consumíos pola humanidá en 2005. Esta bayura suxer que nun va pasar enforma tiempu primero que la enerxía solar convertir na principal fonte d'enerxía de la humanidá. Adicionalmente, la xeneración llétrica por aciu fotovoltaica presenta la mayor densidá enerxética (una media global de 170 W/m²) de toles enerxíes anovables.

A diferencia de les teunoloxíes de xeneración d'enerxía basaes en combustibles fósiles, la enerxía solar fotovoltaico nun produz nengún tipu d'emisiones nocives mientres el so funcionamientu, anque la producción de los paneles fotovoltaicos presenta tamién un ciertu impautu ambiental. Los residuos finales xeneraos mientres la fase de producción de los componentes, según les emisiones de les factoríes, pueden xestionase por aciu controles de contaminación yá esistentes. Mientres los últimos años tamién se desenvolvieron teunoloxíes de reciclaje pa xestionar los distintos elementos fotovoltaicos al rematar la so vida útil, y tánse llevando a cabu programes p'amontar el reciclaje ente los productores fotovoltaicos.

La tasa de torna enerxética d'esta teunoloxía, pela so parte, ye cada vez mayor. Cola teunoloxía actual, los paneles fotovoltaicos recuperen la enerxía necesaria pa la so fabricación nun periodu entendíu ente 6 meses y 1 añu y mediu; teniendo en cuenta que la so vida útil media ye cimera a 30 años, producen lletricidá llimpia mientres más del 95 % del so ciclu de vida.

Emisiones de gases d'efeutu ivernaderu

Les emisiones de gases d'efeutu ivernaderu a lo llargo del ciclu de vida pa la fotovoltaica son cercanes a los 46 g/kWh, pudiendo amenorgase inclusive hasta 15 g/kWh nun futuru próximu. En comparanza, una planta de gas de ciclu combináu emite ente 400-599 g/kWh, una planta de gasoil 893 g/kWh, una planta de carbón 915-994 g/kWh o con teunoloxía de captura de carbonu unu 200 g/kWh (escluyendo les emisiones mientres la estracción y el tresporte de carbón), y una planta d'enerxía xeotérmica d'alta temperatura, ente 91-122 g/kWh. La intensidá de les emisiones pal ciclu de vida de la enerxía hidráulica, eólica y la enerxía nuclear ye menor que la de la enerxía fotovoltaico, según los datos publicaos pol IPCC en 2011.

Al igual que toles fontes d'enerxía que les sos emisiones dependen principalmente de les fases de construcción y tresporte, la transición escontra una economía de baxu carbonu podría amenorgar entá más les emisiones de dióxidu de carbonu mientres la fabricación de los dispositivos solares.

Un sistema fotovoltaico de 1 kW de potencia aforra la combustión d'aproximao 77 kg (170 llibres) de carbón, evita la emisión a l'atmósfera d'unos 136 kg (300 llibres) de dióxidu de carbonu, y aforra mensualmente l'usu d'unos 400 llitros (105 galones) d'agua.

Reciclaxe de módulos fotovoltaicos

Una instalación fotovoltaica puede operar mientres 30 años o más con escasu caltenimientu o intervención tres la so puesta en marcha, polo que tres el costu d'inversión inicial necesariu pa construyir una instalación fotovoltaica, los sos costos d'operación son bien baxos en comparanza col restu de fontes enerxétiques esistentes. Al rematar la so vida útil, la mayor parte de los paneles fotovoltaicos pue ser tratada. Gracies a les innovaciones teunolóxiques que se desenvolvieron nos últimos años, puede recuperase hasta'l 95 % de ciertos materiales semiconductores y el vidriu, según grandes cantidaes de metales ferrosos y non ferrosos utilizaos nos módulos. Delles empreses privaes y organizaciones ensin fines d'arriquecimientu, como por casu PV CYCLE na Xunión Europea, tán trabayando nes operaciones de recoyida y reciclaje de paneles a la fin de la so vida útil.

Dos de les soluciones de reciclaje más comunes son:

• Paneles de siliciu: Los marcos d'aluminiu y les caxes de conexón son esmantelaos manualmente al empiezu del procesu. El panel esmagáyase y les distintes fracciones dixébrense: vidriu, plásticos y metales. Ye posible recuperar más de 80 % del peso entrante y, por casu, el cristal mistu estrayíu ye fácilmente aceptáu poles industries de la espluma de vidriu y del aislamientu. Esti procesu puede ser realizáu polos recicladores de vidriu planu una y bones la morfoloxía y composición d'un panel fotovoltaico ye similar al cristal planu utilizáu na industria de la construcción y del automóvil.
• Paneles d'otros materiales: Anguaño cúntase con teunoloxíes específiques pal reciclaje de paneles fotovoltaicos que nun contienen siliciu, delles téuniques utilicen baños químicos pa dixebrar los distintos materiales semiconductores. Pa los paneles de teluro de cadmiu, el procesu de reciclaje empezar per entartallar el módulu y, darréu, dixebrar les distintes partes. Esti procesu de reciclaje ta diseñáu pa recuperar hasta un 90 % del vidriu y 95 % de los materiales semiconductores. Nos últimos años, delles empreses privaes punxeron en marcha instalaciones de reciclaje a escala comercial.

Dende 2010 celébrase una conferencia añal n'Europa qu'axunta a productores, recicladores ya investigadores p'aldericar el futuru del reciclaje de módulos fotovoltaicos. En 2012 tuvo llugar en Madrid.

Ver tamién

• Autoconsumo
• Balance netu
• Célula fotoeléctrica
• Célula solar de película fina
• Central térmica solar
• Comités internacionales de normalización d'enerxía solar fotovoltaico
• Efeutu fotoeléctricu
• Lletricidá anovable
• Enerxíes anovables na Xunión Europea
• Enerxía solar n'España
• Enerxía solar térmica
• Fotovoltaica integrada n'edificios
• Güerta solar
• Institutu d'Enerxía Solar na Universidá Politéunica de Madrid
• Mercáu llétricu d'España
• Panel fotovoltaico
• Rede llétrica intelixente

Bibliografía

• Balfour, John R., Shaw, M. y Jarosek, S. (2011). Introduction to Photovoltaics (n'inglés). Ed. Jones & Bartlett, páx. 218. ISBN 978-1-4496-2473-6.
• Boxwell, M. (2013). Solar Electricity Handbook: A Simple Practical Guide to Solar Energy (n'inglés). Greenstream Publishing, páx. 200. ISBN 978-1-907670-28-2.
• Castañer, L. y Markvart, T. (2003). Practical handbook of photovoltaic: fundamentals and applications (n'inglés). Ed. Elsevier. ISBN 1-85617-390-9.
• Fernández Saláu, José M. (2008). Guía completa de la energía solar fotovoltaica. A. Madrid Vicente, páx. 296. ISBN 978-84-96709-12-6.
• Hegedus, S. y Luque, A. (2011). Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, 2ª (n'inglés), John Wiley and Sons, páx. 1132. ISBN 978-0-470-72169-8.
• Kennedy, Danny (2012). Rooftop Revolution: How Solar Power Can Save Our Economy-and Our Planet-from Dirty Energy (n'inglés). Berrett-Koehler Publishers, páx. 192. ISBN 978-1609946647.
• Komp, Richard J. (2002). Practical Photovoltaics: Electricity from Solar Cells (n'inglés). Ed. Aatec, páx. 218. ISBN 978-0-937948-11-8.
• Lorenzo, Eduardo (2006). Radiación solar y dispositivos fotovoltaicos. Progensa. ISBN 84-95693-31-3.
• Lynn, Paul A. (2010). Electricity from Sunlight: An Introduction to Photovoltaics (n'inglés). John Wiley and Sons Ltd, páx. 238. ISBN 978-0-470-74560-1.
• Perpiñán Lamigueiro, O. (2013). Energía solar fotovoltaica.
• Perlin, John (1999). From Space to Earth: The Story of Solar Electricity (n'inglés). Harvard University Press, páx. 224. ISBN 978-0-937948-14-9.
• Rapp, D. (1981). Solar Energy (n'inglés). Englewood Cliffs, N.Y., EEXX.: Prentice Hall, Inc., páx. 198. ISBN 0-13-822213-4.
• Solanki, C. S. (2009). Solar Photovoltaics: Fundamentals Technologies And Applications (n'inglés). Ed. Phi Learning Pvt. Ltd., páx. 478. ISBN 978-81-203-4386-3.
• VVAA (2000). Fundamento, dimensionado y aplicaciones de la energía solar fotovoltaica. Madrid: Ed. CIEMAT (Centru d'Investigaciones Enerxétiques, Medioambientales y Teunolóxiques. ISBN 84-7834-371-7.
• VVAA (2004). Photovoltaics Design And Installation Manual: Renewable Energy Education for a Sustainable Future (n'inglés). Solar Energy International - New Society Publishers, páx. 317. ISBN 978-0-86571-520-2.
• Wenham, Stuart R. (2007). Applied Photovoltaics (n'inglés). Ed. Earthscan, páx. 323. ISBN 978-1-84407-401-3.

Enllaces esternos

• Wikimedia Commons acueye conteníu multimedia sobre Enerxía solar fotovoltaico.

• Datos: Q192127
• Multimedia: Photovoltaics