¿Cómo se erige y opera un sistema fotovoltaico?

¿Cuál es el proceso de construcción de un parque solar, desde las primeras actividades en el lugar hasta el momento en que el sistema comienza a generar energía? Además, ¿cómo funciona exactamente un sistema fotovoltaico después de su instalación? Exploraremos detalladamente ambos procesos.

La generación de energía a partir de fuentes renovables continúa expandiéndose a nivel mundial. Según estimaciones de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), se prevé que para finales de 2023 se hayan instalado 450 GW de nueva energía verde en todo el mundo, siendo dos tercios de esta capacidad proveniente de sistemas fotovoltaicos. Pero, ¿cómo se lleva a cabo la construcción de un sistema fotovoltaico? ¿Cómo se realizan la instalación de los paneles solares y el funcionamiento de un sistema de este tipo?

Principales componentes de un parque fotovoltaico

Aunque cada parque solar difiere en tamaño, geometría, topografía y potencia instalada, los elementos fundamentales son consistentes.

• Paneles fotovoltaicos: Dispositivos conformados por módulos fotovoltaicos conectados a una estructura de soporte.
• Módulos fotovoltaicos: Equipos compuestos por células fotovoltaicas que transforman la energía solar en energía eléctrica. Estas células permiten la conversión directa de la radiación solar en electricidad mediante el efecto fotoeléctrico, siendo el componente esencial de la planta fotovoltaica.
• Seguidor: Estructura que sustenta los módulos fotovoltaicos y ajusta automáticamente su orientación para maximizar la producción de electricidad.
• Inversor: Dispositivo que convierte la corriente continua generada por los módulos en corriente alterna.
• Transformador: Dispositivo que eleva la tensión antes de inyectarla en la red eléctrica.
• Vías de acceso y obras de drenaje: Elementos útiles para inspección, vigilancia y protección contra lluvias e inundaciones.
• Conducto de cable: Cable colocado en excavaciones que conecta la planta con la cabina primaria de la red eléctrica.

Pasos para construir un parque solar

Antes del inicio de la construcción, se llevan a cabo fases de autorización mediante conferencias de servicios, donde los organismos pertinentes autorizan la construcción y establecen prescripciones. Por ejemplo, la Superintendencia Arqueológica puede exigir pruebas arqueológicas o la presencia de un arqueólogo en la obra.

Posteriormente, se realizan actividades previas a la construcción, como verificar la ausencia de dispositivos bélicos y pruebas de diseño, como pruebas sísmicas y geotécnicas. La fase de construcción incluye la creación de accesos, instalación de oficinas temporales, construcción de obras civiles y el “movimiento de tierras” para remodelar el terreno.

Las instalaciones mecánicas se dividen en tres fases: instalación de postes del seguidor, completación del seguidor sobre los postes y colocación manual de paneles fotovoltaicos. La eficiencia se mejora mediante el premontaje de elementos en una zona especial.

La etapa de instalación eléctrica incluye preparación de cableado, terminaciones y conexiones eléctricas. Se forman cadenas fotovoltaicas y se conectan en serie para crear el generador solar. La puesta en funcionamiento, dividida en fases “fría” y “caliente”, implica pruebas eléctricas y conexión a la red, iniciando la producción de energía.

Funcionamiento de un sistema fotovoltaico en tierra

El sistema comienza con los módulos que convierten la energía solar en eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Estos módulos están compuestos principalmente por silicio, un semiconductor abundante en la Tierra.

Cuando los fotones solares proporcionan suficiente energía, el electrón del silicio rompe el enlace, generando el efecto fotovoltaico. Los módulos fotovoltaicos utilizan capas de silicio dopado con impurezas para aumentar la conductividad. Las células solares, formadas por estas capas, se conectan en módulos y estos, a su vez, en cadenas fotovoltaicas, creando el generador solar.

El inversor transforma la corriente continua en alterna. Se requiere otra conversión de tensión mediante un transformador para sistemas de mayor potencia. La eficiencia actual de un sistema fotovoltaico es aproximadamente del 24%, transformando una cuarta parte de la energía solar recibida en electricidad.