Generadores fotovoltaicos: de los sat¨¦lites artificiales a su empleo terrestre

El tema de la energ¨ªa solar, como fuente de aprovechamiento humano salt¨® a la opini¨®n p¨²blica en el a?o 1973, con ocasi¨®n de la crisis del petr¨®leo. La gran ventaja que ofrece, comparada con las fuentes convencionales de obtenci¨®n de energ¨ªa, es su car¨¢cter inagotable, a lo que se une su limpieza de obtenci¨®n y su disponibilidad descentralizada. Sin embargo, sus inconvenientes principales son la escasa densidad de energ¨ªa, aproximadamente un kilovatio por metro cuadrado como m¨¢ximo, factor en el que inciden considerablemente las influencias atmosf¨¦ricas, el ritmo de cada d¨ªa y de las estaciones del a?o.La clave del problema radica, pues, en el desarrollo de t¨¦cnicas que permitan la m¨¢xima obtenci¨®n de energ¨ªa con la menor inversi¨®n posible. Ya a principios de los a?os sesenta los centros de investigaci¨®n de AEG-Telefunken comenzaron a desarrollar sistemas de obtenci¨®n de energ¨ªa a base de generadores solares, para ser empleados en la navegaci¨®n espacial, tanto en sat¨¦lites tripulados como en los no tripulados. Esa fue la base de una investigaci¨®n que hoy ha permitido desarrollar ya a nivel industrial generadores terrestres mediante el desarrollo de c¨¦lulas solares, a base de material no convencional de silicio, con una eficacia superior al 10%. ?C¨®mo ha sido posible la creaci¨®n de es tos sistemas?

?Los diversos subsistemas de c¨¦lulas solares -informa el doctor ingeniero Eckehard Schmidt, jefe del departamento de investigaci¨®n de Navegaci¨®n espacial y nuevas tecnolog¨ªas, de los citados laboratorios de investigaci¨®n de Telefunken, en Alemania- est¨¢n construidos, mec¨¢nica y el¨¦ctricamente, en forma de m¨®dulos generadores, y transforman la energ¨ªa de la radiaci¨®n del sol en tensi¨®n el¨¦ctrica continua. La cesi¨®n espec¨ªfica de potencia del generador solar depende tanto de la estructura material de las c¨¦lulas solares como tambi¨¦n de los par¨¢metros de servicio, de la temperatura y las condiciones del medio ambiente. Las exigencias espec¨ªficas de los consumidores respecto a potencia, tensi¨®n, corriente e impedancia se cumplen por un sistema electr¨®nico m¨¢s o menos sencillo, para la preparaci¨®n de la energ¨ªa. ?

Los primitivos proyectos de vanguardia en el campo de utilizaci¨®n de la energ¨ªa solar tales como los generadores solares empleados en la hist¨®rica sonda solar Helios o en el sat¨¦lite de comunicaciones de potencia m¨¢s fuerte hasta ahora, Hermes, ya daban una capacidad de 1.3 kilovatios. En el futuro las estaciones espaciales requerir¨¢n decenas de kilovatios en su funcionamiento, obtenidos a trav¨¦s de la utilizaci¨®n de energ¨ªa solar, cada vez a un costo m¨¢s reducido. Para ello se van a construir sistemas estandarizados de suministro de energ¨ªa conectando c¨¦lulas solares formando magnitudes adecuadas en m¨®dulos.

Pa¨ªses meridionales

Pero lo cierto es que toda aquella tecnolog¨ªa comenzada a desarrollar para responder a las necesidades de la navegaci¨®n espacial ha permitido la creaci¨®n de instalaciones perfectamente v¨¢lidas para su empleo terrestre. El grado de eficacia logrado, as¨ª como el volumen de construcci¨®n, fiabilidad y gastos de conservaci¨®n ha hecho posible el desarrollo industrial de generadores solares capaces de atender la demanda de comunidades rurales, enlaces de comunicaciones, agricultura, econom¨ªa hidr¨¢ulica, etc¨¦tera.

El gran problema del generador es la recepci¨®n m¨ªnima de energ¨ªa en diciembre -un 10%- en comparaci¨®n con el m¨¢ximo del a?o, mayo. La proporci¨®n aumenta seg¨²n nos acercamos al ecuador, d¨¢ndose un 30% en el sur de Espa?a y un 90% en el ecuador. Esto cualifica claramente la tecnolog¨ªa lograda como excepcionalmente ¨²til para pa¨ªses meridionales.

Conservaci¨®n y aplicaciones

La duraci¨®n de este sistema transformador de energ¨ªa es casi ilimitada. Para garantizar esa conservaci¨®n se deben encapsular adecuadamente los contactos met¨¢licos y los empalmadores de los m¨®dulos, protegi¨¦ndolos de ese modo de la humedad y el ox¨ªgeno. Adem¨¢s es necesaria una determinada protecci¨®n de la superficie transparente, sobre todo ante una erosi¨®n mec¨¢nica demasiado fuerte. Al contrario de los sistemas convencionales, la conservaci¨®n se limita a limpieza peri¨®dica, y no necesita ninguna infraestructura de apoyo para la conservaci¨®n y la reparaci¨®n, con respecto a dispositivos especiales o personal adiestrado.

Toda esta serie de propiedades especiales de los generadores fotovoltaicos solares les convierte en muy ¨²tiles en estaciones de mediciones terrestres y mar¨ªtimas, instalaciones t¨¦cnicas de comunicaciones, instalaciones de se?alizaciones t¨¦cnicas de tr¨¢fico, militares, as¨ª como sistemas aut¨¢rquicos de suministro de energ¨ªa.

En el margen inferior de potencia, desde unos vatios hasta un kilovatio, son de inter¨¦s especialmente peque?as estaciones meteorol¨®gicas, boyas oceanogr¨¢ficas, instalaciones de radio con servicio descentralizado y autom¨¢tico, estaciones receptoras terrestres, se?ales de tr¨¢fico, as¨ª como radiofaros terrestres y mar¨ªtimos, con inclusi¨®n de las boyas se?alizadoras.

La sencillez de los sistemas de suministro de corriente necesarios para estas instalaciones permite frecuentemente la conexi¨®n directa del generador solar con un acumulador. Despu¨¦s de que algunos sistemas de prueba, para consumidores apartados, se encuentran ya en servicio durante m¨¢s de veinte a?os con ¨¦xito, toca hablar de la construcci¨®n de instalaciones inferiores a cien vatios de potencia. En este ¨¢mbito de potencia, hoy en d¨ªa, se encuentran compitiendo ampliamente ya con los sistemas convencionales. Sin embargo, un abaratamiento de los costes de los generadores solares producir¨¢ una fuerte ampliaci¨®n de este ¨¢mbito de potencia.

En suma, los generadores solares de tipo fotovoltaico ofrecen una ilimitada perspectiva de aplicaci¨®n pr¨¢ctica a un nivel tan inmediato que sus posibilidades de mercado han comenzado a ser un hecho.