Aprovechamiento de la energía solar para producción de electricidad por medio de células solares fotovoltaicas

Abstract

En el Capítulo I se presentan las características de la energía solar que se considera de interés para su conversión directa en electricidad, haciendo énfasis en su disponibilidad en el Perú. Se analizan someramente los diversos sistemas de conversión directa de energía y en particular los convertidores solares directos. Se hace también una descripción de la naturaleza y características más importantes de los semiconductores que se utilizan con este fin, haciendo referencia a la teoría de las bandas y niveles de energía, la distribución de Fermi-Dirac ya la formación de uniones p-n. En el Capítulo II se describe el principio de funcionamiento de las células solares fotovoltaicas, deduciéndose las ecuaciones que rigen los diversos parámetros eléctricos útiles en el diseño de células y Centrales de conversión de energía solar en electricidad. Se describen los sistemas de concentración solar más utilizados en convertidores solares. También se incluye el proceso de fabricación de células solares de Silicio y se hace referencia al estado actual de la técnica con otros materiales semiconductores, procesos y diseños no convencionales se muestra además el sistema de ensamblaje de células para conformar los módulos y paneles de los con vestidores fotovoltaicos. En el Capítulo III se considera los sistemas de acumulación de energía eléctrica utilizados para resolver el problema de la intermitencia de captación de la energía solar. Se incluye los sistemas de cálculo para el diseño óptimo de instalaciones de este tipo y se analiza el problema de orientación de los paneles solares. En el Capítulo IV se presenta una relación de las aplicaciones típicas actuales de las células solares, tanto en tierra como en el espacio exterior se hace referencia a las consideraciones involucradas en el diseño de Centrales eléctricas fotovoltaicas orbitales estacionarias y terrestres según proyectos en estudio para el futuro. Se describe también las características de los simuladores solares para pruebas en tierra de células solares. En el Capítulo V se indica los costos de instalación de una planta para la generación de electricidad con células solares; se presentan los costos que actualmente tienen las células solares disponibles en el mercado, los costos estimados de células no convencionales en desarrollo actual y el costo de la energía eléctrica producida y las perspectivas futuras de los sistemas de conversión directa de energía solar mediante células solares. Finalmente como conclusiones se resumen las características más saltantes de los convertidores solares fotovoltaicos, sus ventajas y desventajas actuales y sus proyecciones futuras, enmarcadas desde la óptica de su aplicación en el Perú, considerando además la factibilidad de producción en el país de estos sistemas, como una opción más dentro del conjunto de alternativas para un mejor aprovechamiento de nuestros recursos naturales y para la satisfacción de requerimientos específicos de energía eléctrica, especialmente en lugares inaccesibles a las otras fuentes de energía, o en aplicaciones especiales.