Energia fotovoltaica

La conversió fotovoltaica es basa en l’efecte fotoelèctric, es a dir, la transformació directa de l’energia lumínica que prové del Sol en energia elèctrica.

Quan un determinat material és il·luminat amb la part visible de l’espectre solar, part dels electrons que configuren els seus àtoms absorbeixen l’energia dels fotons de la llum, alliberant-se així de les forces que els lliguen al nucli i adquirint llibertat de moviment. Aquest espai que ha deixat l’electró tendeix a atraure qualsevol altre electró que estigui lliure. Per a convertir aquest moviment d’electrons en corrent elèctrica es necessari direccionar el moviment dels electrons creant un camp elèctric en el sí del material.

La cèl·lula solar

Una cèl·lula solar es un semiconductor on artificialment s’ha creat un camp elèctric permanent, amb la qual cosa, quan s’exposa la cèl·lula solar a la llum del sol, es produeix la circulació d’electrons i l’aparició del camp elèctric entre les dues cares de la cèl·lula.

Entre els diversos materials semiconductors utilitzats per a la fabricació de cèl·lules fotovoltaiques, el més emprat és el silici (monocristalí, policristalí o amorf). Aquest silici, dopat (contaminat artificialment) per un element determinar com el fòsfor o el bor, constitueix una capa de semiconductor amb excés de càrrega negativa, en el cas del fòsfor que s’anomena “n”, o amb excés de càrrega positiva en el cas del bor, que s’anomena “p”. La unió d’aquestes dues capes semiconductores “n-p” proveïda dels contactes elèctrics adequats fa possible l’aparició de corrent elèctric quan s’il·lumina la capa “n”.

La potència nominal de les cèl·lules es mesura normalment en vats pic (Wp), que és la potència que pot proporcionar la cèl·lula amb una intensitat de radiació constant de 1.000 W/m2 a 25ºC. Per obtenir potències utilitzables per als aparells elèctrics de mitja potència, cal unir un cert nombre de cèl·lules en el que s’anomena placa fotovoltaica.

Per optimitzar el rendiment de les instal·lacions solars fotovoltaiques cal orientar les plaques al sud i inclinar-les per aprofitar al màxim la radiació solar, això es dona quan la inclinació de la placa és igual a la de la latitud de l’emplaçament menys 10º.