Las energías limpias son aquellas que no contaminan el aire, el suelo o el agua, ya que no emiten subproductos tóxicos durante el proceso de generación de energía. Debido a la crisis de energías convencionales o fósiles, como el gas y el petróleo, así como al nocivo efecto que la explotación de éstas tiene en el medio ambiente, actualmente energías limpias como la geotérmica, la eólica, la hidroeléctrica y la solar, poco a poco, van cobrando importancia en más y más regiones del planeta.

A nivel mundial, la solar es la tercera fuente de energía sustentable más importante, consiste en convertir la energía generada por el sol en energía eléctrica y el método más conocido para llevar a cabo este proceso es por medio de células solares. En adición a que los dispositivos fotovoltaicos no generan ruido al convertir los rayos solares en energía eléctrica, son robustos, confiables y de larga duración. Hoy día, algunas de sus aplicaciones son: telecomunicaciones, electrificación rural, agrícolas, ganaderas, iluminación pública, señalización, control, desarrollo rural, tensión fuera de rango, corte de la red, desfase en la red, entre otros.

Este tipo de energía se genera mediante el proceso fotovoltaico, el cual inicia con los fotones que son emitidos por el sol, los cuales son captados por los paneles solares fotovoltaicos, esos fotones son convertidos en corriente directa; ésta, a través de un inversor, se transforma en la corriente alterna que es vertida en la red y está lista para utilizarse. Cabe aquí hacer una precisión: los paneles solares fotovoltaicos están compuestos por células o celdas solares; en términos de generación, la celda solar convierte la luz solar en electricidad pero no es capaz de generar grandes masas como para conectarse a la red, un panel solar fotovoltaico es un grupo de celdas que en conjunto generan grandes cantidades de energía.

De acuerdo con el ingeniero Jaime Agredano Díaz del Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias, hace alrededor de ocho años las celdas solares de silicio comenzaron a dominar el mercado, ya en 2008 alcanzaban cerca de 90% de los módulos que se fabricaban en el mundo. Las células solares son principalmente fabricadas a base de silicio, material que aunque abunda en la Tierra en comparación con otros, resulta insuficiente para cubrir la demanda prospectada para la fabricación de paneles solares fotovoltaicos. Hoy día asimismo se emplean materiales como seleniuro de cobre e indio, teluro de cadmio, arseniuro de galio, entre otros, y se continúa investigando para descubrir nuevas maneras y materiales para fabricar celdas solares.

Para mediados de la década de los setentas, se realizaron las primeras aplicaciones terrestres de la tecnología fotovoltaica, en productos de consumo tales como relojes, juguetes, calculadoras, entre otros aparatos que requerían un bajo suministro para su funcionamiento. Una vez comprobada la eficiencia de las células solares, la tecnología misma y sus costes empezaron a mejorar, además de que comenzó a incursionar en rubros como la energización de dispositivos de señalización, control y monitoreo de procesos, así como de electrificación rural.

En su texto, Agredano Díaz destacó que más de dos mil millones de personas alrededor del mundo no contaban con servicio eléctrico, lo que resulta ser un problema muy grande en las zonas rurales de los países en vías de desarrollo. Ahora bien, en México se ha aprovechado el gran potencial de crecimiento para la energía fotovoltaica que tienen las comunidades rurales, donde no sólo se usa con fines de electrificación, sino que además se aplica en la energización de estaciones de retransmisoras de telecomunicaciones, en telesecundarias y en clínicas rurales.

Tras obtener resultados alentadores en sus primeras aplicaciones, a finales de la década de los noventas se incursionó en una nueva aplicación que comenzó a revolucionar este mercado: los sistemas fotovoltaicos conectados a red. Los sistemas fotovoltaicos son conectados paralelamente a la red y tienen como principal ventaja que el mismo consumidor genera total o parcialmente la energía que consume, es decir, el generador fotovoltaico capta la radiación del sol, la cual se transforma en energía eléctrica mediante un inversor de conexión a la red y es utilizada para el consumo.

En México, gracias a los medidores bidireccionales de la Comisión Federal de Electricidad (CFE), es posible obtener los beneficios propios del esquema de utilidad general para el uso y el pago del recurso eléctrico conocido como balance neto. La totalidad de la producción del sistema fotovoltaico es vertida en la red de la CFE y posteriormente, en la fecha de corte para facturación, ese total producido es restado al consumo total, se toma en cuenta para la emisión de la factura: si tu sistema fotovoltaico produjo 20 kilowatts y consumiste 50 kilowatts, sólo pagarás 30 kilowatts.

Por lo tocante a la obtención del máximo rendimiento de la tecnología fotovoltaica, distintos factores influyen en la producción real diaria: el posicionamiento del sistema fotovoltaico, la orientación, la latitud geográfica donde esté instalado y el sombreado que reciba (por las nubes o por edificios de mayor tamaño cercanos). En lugares con poco espacio disponible para la instalación de módulos fotovoltaicos, se pueden complementar los sistemas con seguidores solares, que aumentan hasta 30% la producción energética diaria.

Por último, dejamos dos listados, uno con las ventajas de esta tecnología y otro con las desventajas.

Ventajas:

• Es una fuente de energía renovable, sus recursos son ilimitados.
• Ninguna emisión (no contribuye sensiblemente a la contaminación o al cambio climático global).
• Bajos costos de operación.
• Alta fiabilidad y durabilidad en módulos (mayor a 20 años).
• Se puede integrar en las estructuras de construcción nueva o ya existente.
• Alta aceptación pública.
• Excelente nivel de seguridad.
• El costo disminuye a medida que la tecnología va avanzando.

Desventajas:

• Fuente de combustible difusa (la luz solar es una energía relativamente de baja densidad).
• Altos costos de instalación, requiere una fuerte inversión inicial.
• Falta de elementos almacenadores de energía económicos y fiables.
• Para recolectar energía solar a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno.
• Posee ciertas limitaciones con respecto al consumo, ya que no puede utilizarse más energía de la acumulada en periodos durante los cuales no haya sol.
• Los lugares donde hay mayor radiación solar son desérticos y están alejados de las ciudades.

Alfredo Careaga (Comunicación y Difusión, PIT-UAS).