¿Qué es el efecto fotovoltaico y cómo se utiliza en las placas solares?

La energía solar, sin duda, se ha convertido en una de las grandes tendencias en cuanto a la producción de electricidad se refiere. Esto debido a la gran cantidad de beneficios y ventajas que promete sobre otras fuentes energéticas.

Para que pasemos de tener rayos del cielo cruzando por el cielo a energía eléctrica en nuestras casas necesitamos de un factor crucial, el efecto fotovoltaico. Por ello, aquí te contaremos todo lo que debes de saber sobre el mismo, además, de que aprenderás cómo lo utilizan las placas solares.

¿Qué es el efecto fotovoltaico?

Bautizado como fenómeno fotovoltaico por la relación que tienen los fotones con la generación de corriente eléctrica. Este fenómeno físico hace referencia a la forma en la que los rayos del sol interactúan con la con las células fotovoltaicas de las placas solares.

Antes de hablar cómo es que esto sucede es importante acotar qué son las células fotovoltaicas. Estas células están compuestas por semiconductores como el silicio los cuales son los responsables del efecto fotovoltaico. Es decir, en ellos es donde sucede la reacción que hace que los fotones generen electrones.

Cuando los rayos del sol impactan las placas solares, los fotones de los mismos ingresan a las células fotovoltaicas. Allí, dichos fotones interactúan con los electrones al interiores de los semiconductores como el silicio. Esto hace que los electrones se exciten lo que produce la corriente eléctrica al liberarse de los semiconductores.

Por ello es que el efecto voltaico juega un papel muy importante en la generación de energía solar. De hecho, los mismos sistemas fotovoltaicos solares reciben su nombre de este efecto. Entre mejor sea la calidad de las células fotovoltaicas y la pureza del semiconductor, más energía eléctrica generarán las placas solares.

¿Por qué es útil el efecto fotovoltaico?

El efecto fotovoltaico es la clave de la energía solar. Si este efecto no sucediera no se generaría electricidad a partir de los rayos del sol. Por ello es que resulta tan importante para la fabricación de placas solares.

Gracias a este efecto físico es posible aprovechar la radiación de los fotones para generar un flujo de electrones a partir de las placas solares. Además, es posible jugar con la intensidad del mismo pues variables como la cantidad de sol y la pureza del semiconductor afectarán al efecto fotovoltaico.

¿Cómo se utiliza en las placas solares?

Sin el efecto fotovoltaico no funcionarían las placas solares. Esto debido a que dicho efecto se usa en las células solares. Por ello es que se incluye un semiconductor como el silicio, ya sea monocristalino o policristalino, en el interior de las mismas.

A partir de la pureza y el número de células fotovoltaicas será la intensidad del efecto fotovoltaico y por tanto, la cantidad de electrones que se generarán al interactuar el semiconductor con el silicio. Entre mejor se aproveche el efecto fotovoltaico, mayor será la cantidad de energía generada por las placas solares.

Ventajas del efecto voltaico para generar electricidad

Existen numerosas ventajas en este tipo de generación de energía eléctrica que hacen mejor la energía fotovoltaica frente a otras fuentes de energía. A continuación detallamos algunas de ellas:

Es un efecto duradero

El efecto fotovoltaico siempre se dará, claro, con las condiciones adecuadas. Además, de que en las placas solares, este se aprovecha por muchos años, es decir, es un efecto longevo, con un periodo de vida largo.

Por lo general, la interacción entre fotones y electrones puede darse por al menos 10 años llegando hasta los 20 años e incluso más, dependiendo la calidad de las placas solares. Por ello, se dice que es un efecto permanente, no algo que sucede una vez y ya no vuelve a darse.

Es renovable

Como ya te contamos, este efecto sucederá siempre y cuando se den las condiciones adecuadas. Esto hace que la generación de electricidad sea renovable, es decir, se dé una y otra y otra vez. Comparada con la combustión, que una vez que se quema el combustible no vuelve a darse, la energía fotovoltaica siempre se renovará.

A diferencia de los combustibles fósiles que generan energía de forma limitada y no se renuevan, a menos que suministres más combustible, las placas solares sí son renovables. Generarán energía de forma cíclica conforme salga el sol todos los días.

Es mucho más sustentable

Otra de las ventajas del efecto fotovoltaico es el hecho de que este es mucho más sustentable. Y es que, a diferencia de otros métodos de generar energía que consumen recursos que no se renuevan, las placas solares no agotan recursos para producir electricidad.

De igual forma, no dependen de la quema o combustión de combustibles para producir electricidad. Esto hace que no se generen emisiones de contaminantes como CO2 o gases de efecto invernadero. Además, las emisiones derivadas de la extracción de recursos como el carbón o petróleo, también se minimizan al no ser requeridas.

Costos de operación

Si bien, en un inicio fabricar placas solares puede ser un poco costoso, al final del día, el costo de operación es mucho menor. Las células fotovoltaicas no necesitan de recursos adicionales para generar electricidad a partir de la interacción de fotones y semiconductores.

Básicamente, se trata de dejar las placas solares y darles mantenimiento para que produzcan energía, no se necesita de una mayor interacción. Esto reduce significativamente los costos de los paneles fotovoltaicos. Si a esto lo sumamos con su longevidad, el retorno de la inversión resulta ser muy atractivo, así como el ahorro en la factura de electricidad ¡Enorme!

Potencial de producción

Como ya te contamos, se puede jugar con el efecto fotovoltaico para producir más o menos electricidad. Por ejemplo, si se usan semiconductores de mayor pureza como el silicio monocristalino, estos generarán un efecto fotovoltaico más fuerte y por tanto, se producirá una corriente eléctrica mayor.

De igual forma, entre mayor cantidad de células fotovoltaicas tengamos en las placas solares, más electricidad se generará. Además, si conectamos más paneles solares, mayor será la corriente eléctrica. Esto permite escalar el efecto fotovoltaico y lo mejor de todo, de forma modular uniendo las placas entre sí para crear un sistema de energía solar más grande.

Escalabilidad de uso del efecto fotovoltaico

Una de las características más llamativas del efecto fotovoltaico es que este se puede escalar. Para ello, se hace uso tanto de más placas solares como de un mayor número de células fotovoltaicas de mejor calidad.

Así, entre más células fotovoltaicas con semiconductores de mejor calidad y mayor número de placas instalemos, la corriente eléctrica será más alta. Por ello es que vemos que la cantidad de paneles solares varían de acuerdo con las necesidades de consumo. No es lo mismo montar un sistema de energía solar en una casa que en una granja de cosecha solar o una industria.

¿Qué necesitamos para que el efecto fotovoltaico funcione?

Para que el efecto fotovoltaico suceda se necesitan, a grandes rasgos, 3 elementos. El primero es el sol pues sin sol no tendremos fotones que interactúen con el semiconductor para generar electrones.
Segundo, necesitamos de placas solares pues allí es donde sucede la magia. Por último, necesitamos buenas células fotovoltaicas, ya que allí es donde estará el semiconductor como el silicio. Estas deben ser de calidad para que el efecto fotovoltaico se dé adecuadamente y genere una buena corriente eléctrica.