Solar fotovoltaica: Electricidad de origen renovable

El Sol es la fuente de energía renovable más antigua y potente conocida por la humanidad. El astro rey emite radiación solar suficiente como para cubrir sobradamente el consumo mundial de energía de la Tierra. La cuestión es cómo capturar la radiación solar y transformarla en una forma de energía aprovechable.

La energía solar se extrae artificialmente en forma de electricidad (energía solar fotovoltaica) y calor (energía termosolar). De las dos opciones, la energía fotovoltaica es la que permite la conversión directa de la luz solar en electricidad. Esta conversión es posible mediante el uso de los llamados materiales fotoeléctricos, capaces de absorber fotones de la luz solar y liberar electrones generadores de corriente eléctrica. Los materiales fotoeléctricos son semiconductores como el silicio. Las células fotovoltaicas de silicio están formadas de un delgada lámina de semiconductor acoplada en ambos lados a cables conductores que conforman un circuito eléctrico. Los electrones liberados por el material expuesto al sol son capturados en el circuito, generándose de esta forma una corriente eléctrica.

El efecto fotoeléctrico fue descubierto por el físico francés Edmun Bequerel en el siglo XIX, pero fue en el siglo XX cuando Albert Einstein describió el mecanismo en el que se basan las células fotoeléctricas actuales. Ya en los años 60, la industria aeroespacial americana comenzó a explotar seriamente esta tecnología, con el objetivo de dotar a los satélites espaciales de sistemas de auto-abastecimiento de energía. La crisis energética de los años 70 fue el detonante final para el despegue de la tecnología solar fotovoltaica como una fuente de energía renovable universal.

La realidad actual sin embargo es que la energía solar proporciona menos del 1% del consumo mundial de energía. Y esto a pesar de sus ventajas sobre los combustibles fósiles, en términos de impacto medioambiental, disponibilidad y equidad. La razón es que la explotación de la energía solar no está exenta de retos. Uno de ellos, común a muchas fuentes renovables, es el almacenamiento de la energía para suplir periodos sin generación (en este caso sin sol). Además, para la energía fotovoltaica el principal reto es la eficiencia, ya que la mayoría de las células de silicio no superan el 15% de eficiencia de conversión de radiación solar en electricidad. Las investigaciones se centran en el desarrollo de nuevos materiales o de sistemas de captura de electrones con menos pérdidas.

Queda aún mucho camino por recorrer en el desarrollo de la joven tecnología fotoeléctrica. Si los avances en ingeniería pueden mejorar las células solares, la energía fotovoltaica se impondrá sin duda a los combustibles fósiles como motor sostenible para la prosperidad.