El comportamiento de la energía solar en la actualidad

La generación de energía eléctrica, que usa celdas solares, ha creado un gran interés a lo largo del tiempo, iniciado por el físico francés Alexandre-Edmond Bequerel en el año 1839, descubriendo que el principal material base es el silicio como semiconductor de energía que desplaza los electrolitos dentro de las celdas fotovoltaicas (Berrio, 2014, Ingeniería y desarrollo)

Una celda solar fotovoltaica es, esencialmente, un semiconductor que puede generar un potencial eléctrico cuando es ionizado por radiación. Entre otras palabras, una celda solar puede convertir energía de radiación solar directamente a electricidad, y paso siguiente puede ser almacenada en baterías recargables de litio u otros materiales.

Estas baterías tienen un alto costo y al monitorearlas se pueden conocer sus estados de carga, con el fin de hacer uso eficiente de esta energía o para llevar acciones de reparación y mantenimiento. Se hace indispensable contar con un nivel de referencia que permita identificar el momento en que se debe transformar a un estado de carga de batería o el momento en que se puede exportar dicha energía a otros sistemas para su uso, además de sistemas conversores de Corriente Directa a Corriente Alterna (DC/AC) para que electrodomésticos comunes puedan utilizarla o sensores solo en corriente directa.

Los sistemas fotovoltaicos tienen una gran ventaja, son de fácil instalación y sus costos tienden a disminuir debido a que necesitan poco mantenimiento presentando larga vida útil.

Además, debido al creciente interés en la materia y a la investigación el costo de las celdas solares es cada vez menor.



La capacidad instalada de generación de energía solar fotovoltaica en el mundo para el año 2014 fue de 177 GW, en el año 2015 se incrementaron 50 GW respecto al año anterior logrando un valor histórico de 277 GW y un crecimiento del 25% de esta fuente renovable.Para el 2030 se proyecta que en el mix energético, la energía solar tenga una participación del 16.6%.

Los países líderes en generación eléctrica fotovoltaica son:

China, Alemania, Japón, Estados Unidos, Italia, Reino Unido, Francia, España, India y Australia. En este punto es importante destacar el potencial en América Latina debido a que las condiciones climáticas se encuentran suficientemente preparadas para asumir un papel crucial en el cambio climático y el desarrollo de energías renovables.

Estimando según los costos actuales, la energía solar generada alrededor del mundo y su mercado se aproxima a un valor aproximado de 400 millones de dólares anuales.

En la actualidad, Colombia busca suplir la demanda de energía eléctrica de manera eficiente en todas las regiones del país debido a que su principal fuente de energía proviene del uso de recursos naturales, como: petróleo, carbón, y agua (hidráulica). Estas tienen una alta contaminación al medio ambiente; facilitando el ingreso de la energía solar FV (Fotovoltaica) debido que es una excelente solución a esta situación, ya que es, de fácil instalación y operación (zonas aisladas), con cero toneladas de contaminación en su puesta en marcha(Gomèz, 2018, Energía fotovoltaica en Colombia). Conviene subrayar que existe un déficit energético en el país y alrededor del 32% del territorio nacional no hace parte del sistema interconectado nacional (SIN), representando un valor notorio de pronta solución para el bienestar de la población.. Sin embargo, Colombia cuenta con un recurso solar promedio uniforme durante el año para todo el territorio del orden de 4.5 kWh/m2, propicio para ser utilizado en generar y suplir las necesidades de energía eléctrica por medio de sistemas solares fotovoltaicos. En el 2005 existían aproximadamente 145 sistemas fotovoltaicos, cuya capacidad instalada era 208.06 kW en el año 2014, ratificando que las fuentes renovables como la solar fotovoltaica es muy baja, pero que están aumentando progresivamente.

La incidencia que tiene la posición geográfica y astronómica de Colombia juega un papel importante en la disponibilidad de este recurso natural renovable; aunque se presentan variaciones, los datos evidencian que, en todo el territorio nacional, el promedio de radiación solar es alto. La mayor potencia en Colombia se encuentra en las regiones de la Costa Atlántica,la Pacífica, la Orinoquía y la Región Central.

La energía solar fotovoltaica actualmente es la segunda fuente de energía renovable más utilizada o implementada en el mundo, después de la Eólica. Esto se debe a que brinda soluciones a un sin número de problemáticas en este sector. Las aplicaciones de esta fuente energética son variadas. A continuación, se listan algunas posibles aplicaciones, las cuales siempre van a traer un beneficio mutuo en el territorio colombiano; ya que buscan proporcionar energía eléctrica en áreas o espacios(Gómez, 2018,Energía solar), tales como:

Servicios: Sector comercio, inmobiliario, salud, alimentación, educación, buscando suplir la demanda de energía de dichos establecimientos, ya sea en electrodomésticos, equipos y maquinarias de consumo.



Residencia (viviendas y edificaciones): En actividades relacionadas con viviendas privadas, iluminación, enfriamiento, calentamiento de agua, calefacción, entre otras; las mayores fuentes de demanda son los electrodomésticos y estas instalaciones son de conexión a la red.

Electrificación de viviendas aisladas: Se puede ofrecer la alternativa de satisfacer el consumo de una vivienda sin conexión a la red o zonas con deficiencias de abastecimiento eléctrico por medio de sistemas aislados.

Industrial y telecomunicaciones: Abasteciendo cierta parte o el total de la demanda de los sistemas de comunicación, maquinaria o equipos de consumo industrial; reduciendo el consumo de energía proveniente de la red convencional en horas diurnas sin necesidad de almacenamiento.

Agropecuario: Supliendo necesidades de luz, refrigeración, cercas eléctricas, sistemas de riego por medio de bombeo fotovoltaico y equipos con diferentes fines.

Transporte: Se puede implementar la energía eléctrica para generar movimiento mecánico, algunas aplicaciones pueden ser en los vehículos eléctricos, sistemas de transporte masivo, sistemas de señalización vial, otra muy buena solución es la implementación de sistemas fotovoltaicos en los semáforos de las ciudades.

Además, se pueden aplicar en sistemas de inyección o conexión a la red eléctrica convencional, instalaciones centralizadas y descentralizadas.

Concluyendo, el principal inconveniente que se presenta en cuanto al desarrollo de sistemas fotovoltaicos es el poco conocimiento que tienen las personas acerca de los beneficios, la duda sobre la alta inversión inicial, cómo acceder a ellos y las aplicaciones de este recurso energético; a pesar de que en el país existen instituciones que brindan excelente información e incentivos.

Y para terminar, se debe implementar más sistemas solares fotovoltaicos de generación eléctrica a pequeña, mediana y grande escala en los sectores económicos, se podría minimizar la saturación de las redes de transporte de energía, disminuir la dependencia de fuentes energéticas como la hidráulica y los combustibles fósiles, disminuir la contaminación ambiental y emisiones de gases de efecto invernadero causadas por el petróleo y carbón, generando un mayor tasa de empleo(Minota,2016, Articulo cientifico).