Historia de la energía solar
Desarrollo y avances en la energía solar fotovoltaica
Energía fotovoltaica Energías renovables
El primer panel solar de la historia se materializó a finales del siglo XIX, pero el aprovechamiento del sol como energía se remonta a los propios orígenes de la humanidad. La historia de la tecnología fotovoltaica ha estado conformada por diversos avances científicos que se han sucedido hasta conseguir obtener electricidad del astro. Conoce su origen, su evolución y por qué es una de las principales fuentes de energía renovables.
La llegada de los paneles solares a diferentes sectores de la sociedad ha transformado la manera en la que se genera y se consume energía.
El ser humano siempre ha sentido curiosidad y admiración por el sol, estrella dominante en nuestro cielo y protagonista de diversas leyendas. No es de extrañar que diversas culturas a lo largo y ancho de nuestro planeta y durante el paso del tiempo, hayan encontrado en el sol una divinidad a la que rendir culto —así lo fue para los griegos bajo el nombre de Helios, para los egipcios como Ra o para los incas como Inti—. Pero, ante todo, se trata de la energía que nos proporciona luz y calor y una de las principales fuentes de vida para los seres vivos, ya que permite su desarrollo.
Los sucesivos avances científicos han permitido conocer al astro y explorar sus aprovechamientos en la Tierra. Hoy en día, es un recurso esencial en plena transición energética gracias al impulso de la energía solar fotovoltaica. Repasamos la historia de esta tecnología, las principales figuras implicadas en su evolución y sus beneficios.
Origen de la energía solar fotovoltaica
El uso práctico de la energía del sol en las primeras civilizaciones fue muy limitado debido a la escasez de tecnología eficiente y respondía a una comprensión básica sobre cómo integrarlo en las necesidades más cotidianas. En un inicio, los rayos de sol se amplificaban para crear fuego. Más adelante, los griegos y los romanos en la Edad Antigua utilizaban la energía solar de manera indirecta para calentar la casa y el agua para los baños e incluso desarrollaron una arquitectura que permitía aprovechar al máximo la luz solar y el calor durante el día y mantenerlos durante la noche.
Primeras aplicaciones de la energía solar fotovoltaica
Más allá de estos usos primitivos de la energía solar, el primer gran hito de la historia fotovoltaica llegó en 1839, año en el que el físico francés Alexandre-Edmond Becquerel descubrió el efecto fotoeléctrico. Mientras realizaba experimentos con una pila electrolítica, el investigador se dio cuenta de que, al exponerla a la luz solar, la corriente subía por uno de los electrodos. El hallazgo allanó el camino para que inventores en todo el mundo idearan nuevos artefactos con esta técnica.
Una de las primeras aplicaciones fue la creación del primer colector solar parabólico en 1866. El investigador francés Augustin Mouchot creó a mitad del siglo XIX una máquina que era capaz de extraer la energía solar para fines comerciales. Los rayos solares se concentraban mediante una serie de espejos en una caldera con agua y el vapor generado por el agua en ebullición accionaba un motor a vapor.
Primera célula solar
Es en este periodo cuando el ingeniero eléctrico Willoughby Smith, que utilizaba barras de selenio para detectar fallos en el cableado submarino, descubrió un extraño fenómeno: la conductividad de las varillas aumentaba de forma exponencial al ser expuestas a la energía solar. Smith publicó sus conclusiones en 1873 en el Journal of the Society of Telegraph Engineers.
Dos científicos británicos, William Grylls Adams y Richard Evans Day, concluyeron, a raíz de la publicación de Smith y después de realizar numerosos experimentos, que “la corriente solo podía producirse en el selenio por la acción de la luz”. Adams y Day descubrieron entonces que la luz producía un flujo de electricidad a través de un material sólido y bautizaron esta corriente como “fotoeléctrica”.
La continua investigación en el área permitió que en 1883 el inventor estadounidense Charles Fritts construyera la primera célula solar, que contaba con una eficiencia de aproximadamente el 1 %. El prototipo, que generaba una corriente continua a la exposición tanto directa como difusa de la luz, estaba formado por un panel metálico con una capa de selenio y otra de oro.
Plantas fotovoltaicas
La energía solar fotovoltaica se obtiene al convertir la luz solar en electricidad.
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La era moderna y los paneles solares
Cuando la energía solar fotovoltaica comenzó a comercializarse a partir de los años 50, el precio de los paneles solares era muy elevado para el público general y su aplicación práctica se centró fundamentalmente en la industria aeroespacial. Era utilizada para alimentar equipos exteriores como satélites por parte de Estados Unidos y la Unión Soviética.
A pesar de este impulso inicial en el ámbito espacial, el uso de la energía solar en aplicaciones domésticas y comerciales fue escaso en las décadas siguientes. Esto se debía al bajo coste de los combustibles fósiles, que dominaban el mercado energético y todavía ofrecían una alternativa más accesible que la energía solar.
Sin embargo, la situación dio un vuelco en las décadas de 1970 y 1980 con la crisis del petróleo. El aumento de precio de los combustibles fósiles propició que el público y la comunidad científica miraran con interés hacia el sector de las energías renovables. Se impulsó el desarrollo de la tecnología, se mejoraron las eficiencias técnicas —con tecnologías de seguimiento solar y almacenamiento de energía— y se redujeron los costes de producción, convirtiendo la energía solar en una alternativa accesible.
La llegada de los paneles solares a casa y a diferentes sectores de la sociedad
Gracias a las políticas de incentivos, el sol se ha convertido en una solución prometedora para la climatización, el calentamiento de agua y la generación de electricidad en hogares e industrias. Es el germen del autoconsumo fotovoltaico, cada vez más habitual en diferentes sectores de la sociedad:
Adopción residencial
La mejora en la eficiencia de los paneles y la reducción paulatina de los costes han favorecido una gran adopción de los sistemas solares domésticos. Algunos elementos tecnológicos como las baterías de almacenamiento han propiciado la independencia energética de los hogares con una mejora en el aprovechamiento de la energía solar.
Sector comercial e industrial
Las empresas han adoptado progresivamente la energía solar para reducir costes operativos y para cumplir con los objetivos de sostenibilidad. Así, se han aprovechado los techos de edificios comerciales, los aparcamientos e incluso los terrenos adyacentes para las instalaciones solares. A gran escala, esta tecnología reduce la dependencia de fuentes de energía no renovables y disminuyen la huella de carbono. Las fábricas, plantas y almacenes de producción a veces integran placas solares en combinación con otras fuentes de energía renovables.
Sector agrícola y entornos rurales
También es posible utilizar la energía solar para alimentar sistemas de riego, equipos agrícolas y almacenamiento con ciertas características de climatización. En este sector destaca la energía agrovoltaica, que implica la instalación de paneles solares en terrenos de cultivo para aprovechar las sinergias con la agricultura. Además, en áreas rurales, los sistemas solares fotovoltaicos proporcionan una solución viable para el acceso a la electricidad y el desarrollo económico.
Área urbana y edificios públicos
El futuro urbanístico contempla nuevos desarrollos y proyectos de renovación que integran la energía solar en el diseño de edificios, espacios públicos y servicios con el fin de construir ciudades más sostenibles. Es la base para la creación de las llamadas smart cities. Cada vez más frecuentemente, escuelas, hospitales y edificios de la administración pública están instalando paneles solares para reducir costes y posicionarse como referentes de sostenibilidad.
Movilidad sostenible
La energía solar se puede aprovechar para cargar vehículos eléctricos, tanto en estaciones de carga pública como en hogares para promover una movilidad sostenible. Además, las estaciones de servicio y los aparcamientos a veces integran paneles solares para alimentar sus operaciones y proporcionar puntos de carga eficientes.
Ventajas de la energía solar fotovoltaica
Óptimo para zonas rurales
Un sistema adecuado donde no llegan las líneas eléctricas o son difíciles de instalar
Almacenable
Permite la instalación de baterías para acumular la electricidad sobrante
Más informaciónModulable según necesidad
Puede producirse en instalaciones de pequeños generadores y en grandes plantas fotovoltaicas
Empleos verdes
Contribuye a la creación de empleos verdes y al crecimiento económico local
Más información
VER INFOGRAFÍA: Ventajas de la energía solar fotovoltaica [PDF]
Evolución de los paneles solares
A pesar de la fabricación de la célula fotovoltaica primitiva en el siglo XIX, hubo que esperar hasta mediados del siguiente siglo XX para contar con un modelo práctico. En 1954, los laboratorios Bell desarrollaron la primera célula solar de silicio, un material que aportaba una eficiencia del 6 %. Este avance demostraba que convertir la luz solar en electricidad podía ser una realidad y una apuesta de mercado.
Este acontecimiento marcó el inicio de una evolución continua de los paneles solares. Durante los años 60 y 70, se desarrollaron mejoras en la pureza del silicio y en las técnicas de fabricación, que permitieron elevar la eficiencia de las células solares a alrededor del 14 %. Las siguientes décadas estuvieron marcadas por la introducción de celdas solares de capa delgada y por la mejora en el material con nuevas alternativas como el teluro de cadmio, el heterounión o la perovskita.
Ya en los años 2000 se empezó a emplear el silicio monocristalino, que permitió alcanzar una eficiencia del 20 %, seguido del silicio policristalino, que favorecía el ahorro de costes de fabricación. Además, la combinación de este material con la perovskita permitió alcanzar eficiencias superiores al 25 % en laboratorio.
En los últimos años, ha destacado la fabricación de paneles solares bifaciales, que proporcionan una ganancia adicional de radiación tanto en la cara delantera como en la trasera, así como la fotovoltaica flotante, que utiliza la superficie de importantes masas de agua para instalar paneles. Las tendencias de futuro apuntan a la fabricación de células solares orgánicas y de puntos cuánticos, que prometen una mayor flexibilidad y menores costes, así como la utilización de paneles solares transparentes, que favorecen su integración en ventanas y en otros elementos arquitectónicos sin comprometer la estética.