Un sistema fotovoltaico (FV) es un sistema que convierte directamente la energía de la radiación solar en energía eléctrica. Su componente principal es un panel solar. Cuando la luz solar incide sobre el panel solar (generalmente de silicio), los fotones excitan los electrones del semiconductor, produciendo el efecto fotovoltaico y generando corriente continua (CC). Esta energía CC se convierte posteriormente en corriente alterna (CA) mediante un inversor, que puede conectarse a la red eléctrica o utilizarse para alimentar dispositivos.
I. Tipos comunes de sistemas de generación de energía fotovoltaica
| Dimensiones de clasificación | Tipos | Características |
| Se requiere conexión a la red eléctrica | En la red | Conectada a la red eléctrica pública, la electricidad sobrante se puede "vender" de nuevo a la red (medición neta/conexión total a la red), sin necesidad de baterías y con una inversión mínima. |
| Fuera de la red | Puede funcionar de forma completamente independiente y debe estar equipado con una batería y un controlador de carga/descarga para su uso en zonas sin electricidad o como fuente de alimentación de emergencia. | |
| Híbrido | Puede conectarse a la red eléctrica o desconectarse de ella, y cuenta con su propio sistema de almacenamiento de energía, por lo que puede seguir suministrando energía cuando se interrumpe el suministro eléctrico, combinando economía y fiabilidad. | |
Método de instalación | Centrales eléctricas terrestres centralizadas | Las centrales eléctricas de gran escala ubicadas en desiertos y montañas, con una capacidad de megavatios o más, pueden lograr bajos costos de generación de energía mediante el aumento de voltaje y la conexión a la red. |
| Invernaderos distribuidos en azoteas/cocheras/agrícolas | 10 kW – varios megavatios, consumo local, pérdidas reducidas en transmisión y distribución, y subvenciones políticas sustanciales. | |
| PV+ (BIPV, energía fotovoltaica agrícola, energía fotovoltaica para la industria pesquera, energía solar flotante) | Al combinarse con la construcción, la agricultura, la pesca y las superficies acuáticas, ahorra terreno y aporta beneficios adicionales. | |
| Tecnología de componentes | Silicio cristalino (PERC monocristalino, TOPCon, HJT) | Eficiencia de conversión 20%–25%, cuota de mercado >90%. |
| Películas delgadas (CdTe, CIGS, perovskita) | Tiene un buen rendimiento con poca luz, es flexible y plegable, y tiene una eficiencia del 13% al 22%, pero el costo sigue siendo relativamente alto. | |
| Tándem/Perovskita-Silicon | Laboratorio >30%, tecnología de alto potencial de próxima generación. |
II. Principales ventajas de los sistemas de generación de energía fotovoltaica
Energías renovables y cero emisiones
Durante todo su ciclo de vida (25–30 años), las emisiones de carbono son solo de 10–25 g CO₂/kWh, 1/30 de las de la energía generada con carbón.
Escala modular y flexible
Desde una instalación de 3 kW en el tejado de una vivienda unifamiliar hasta una central eléctrica de 1 GW en el desierto, la capacidad se puede combinar libremente, lo que simplifica la expansión.
Mantenimiento mínimo y larga vida útil
Sin piezas móviles; solo requiere limpieza e inspección. Los módulos tienen una garantía de 25 años y los inversores se pueden reemplazar cada 10-12 años.
LCOE en continua disminución
El LCOE promedio mundial en 2023 fue de aproximadamente US$0,03–0,06/kWh, ya inferior al precio de referencia del carbón (“paridad de red”).
Abundantes instrumentos políticos y financieros
Varios países ofrecen tarifas de incentivo, medición neta, certificados verdes, comercio de carbono y préstamos a bajo interés, lo que reduce el período de recuperación de la inversión a entre 4 y 7 años. Reducción de picos de demanda y compensación de valles con apoyo de microrredes.
Combinado con el almacenamiento de energía, puede participar en la reducción de picos de demanda y la respuesta a la demanda, mejorando la resiliencia de la red; los sistemas fuera de la red resuelven la escasez de energía en áreas remotas.
Valor añadido en múltiples escenarios:
Los sistemas fotovoltaicos en azoteas reducen la temperatura interior entre 2 y 3 ℃; los sistemas híbridos agrícolas-solares aumentan la productividad de la tierra entre un 20 % y un 40 %; los sistemas de agua flotantes reducen la evaporación y suprimen el crecimiento de algas.
Los sistemas de generación de energía fotovoltaica convierten directamente la luz solar en electricidad. Pueden conectarse a la red eléctrica o funcionar de forma autónoma y presentan importantes ventajas, como ser ecológicos, modulares, duraderos y de bajo coste. Actualmente, constituyen el método de generación de energía renovable de mayor crecimiento y más competitivo económicamente.