Panel solar fotovoltaico: su nacimiento e historia

Hoy en día, millones de consumidores en todo el mundo ya tienen un panel solar fotovoltaico instalado en el tejado de su casa, negocio, agroindustria y muchos otros tipos de establecimientos.

Pero aquellos que piensan que esto es una tecnología novedosa están equivocados.

Aunque ya tiene un papel importante en la generación de electricidad en el mundo, el panel solar tiene una larga historia.

En este artículo, retrocederemos unos cuantos siglos en el tiempo y descubriremos las raíces de esta tecnología que está transformando el mundo.

Primeros usos de la energía solar

Teóricamente, podemos decir que la raza humana ha estado usando el poder del sol desde el siglo VII a.C.

Como revelan las pruebas históricas de ese período, los humanos usaron materiales de vidrio como lupa para enfocar la luz del sol y así hacer fuego.

Ya en el siglo III a.C., romanos y griegos usaban espejos con el mismo propósito, pero para encender antorchas en ceremonias religiosas.

Estos se conocieron como «espejos ardientes» y también los usaron los chinos, según los registros que datan del año 20 d.C.

Otra forma antigua de usar la energía solar, que aún se usa hoy en día, es la construcción de «salas solares» en edificios que usan ventanas gigantes para concentrar la luz solar en un solo punto.

Algunas de las termas romanas más conocidas, especialmente las orientadas al sur, eran salas solares.

Este mismo uso de la energía solar fue usado por los antepasados del antiguo pueblo Anasazi en el año 1200 d.C. en América del Norte.

En invierno, se instalaron en casas orientadas al sur en los acantilados para capturar la luz y el calor del sol.

Mucho después, entre los siglos XVII y XVIII, los científicos pudieron capturar la luz solar para alimentar hornos portátiles en largos viajes.

También lo usaron para producir barcos de vapor alimentados con energía solar.

Así que podemos ver que incluso antes de que se popularizara a través del panel solar fotovoltaico, la energía solar ya se usaba de varias maneras, siendo una práctica común de nuestra civilización.

La invención del panel solar fotovoltaico

Podemos decir que la invención del panel solar fotovoltaico fue un trabajo colectivo, resultado de diferentes investigaciones y descubrimientos de varios científicos.

Hay un debate sobre la fecha exacta y su inventor, pero la mayoría atribuye la aparición de la tecnología al científico francés Edmond Becquerel.

Becquerel descubrió por primera vez el efecto fotovoltaico, en 1839, mientras realizaba experimentos electroquímicos en el taller de su padre.

El efecto fotovoltaico consiste en la aparición de un voltaje eléctrico en un material semiconductor debido a la liberación de electrones de su superficie cuando se expone a la radiación de fotones de luz.

El proceso es la clave del funcionamiento de la tecnología y contribuyó a la aparición de las primeras células fotovoltaicas de Selenio.

En 1873, el ingeniero eléctrico británico Willoughby Smith descubrió que el selenio tiene una propiedad fotoconductora.

Esto allanó el camino para que los científicos William Grylls Adams y Richard Evans Day descubrieran en 1876 que este elemento genera electricidad cuando se expone a la luz solar.

Poco después, en 1883, el inventor Charles Fritts logró producir la primera célula solar hecha de capas de selenio, por lo que algunos le atribuyen la invención de la célula solar.

Sin embargo, la gran mayoría de los paneles fotovoltaicos utilizados hoy en día están hechos con células fotovoltaicas de silicio.

Por eso una parte de la comunidad científica atribuye la invención de la célula solar a los científicos Daryl Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson, quienes produjeron por primera vez una célula solar de silicio en el Laboratorio Bell en 1954.

Esta fue la primera vez que una tecnología fotovoltaica pudo alimentar un aparato eléctrico durante varias horas del día.

Aunque tenía una eficiencia de conversión de luz a electricidad de sólo el 4%, menos de un cuarto de la eficiencia que presenta un panel fotovoltaico moderno.

Hechos clave en la historia de los paneles fotovoltaicos

Panel solar fotovoltaico en el espacio:

Algunos de los primeros usos de los paneles solares se hicieron en el espacio.

El primero fue en 1958, cuando el satélite Vanguard I fue lanzado en su viaje espacial con un pequeño panel de 1 W para alimentar su radio.

Ese mismo año, los satélites Vanguard II, Explorer III y Sputnik-3 también fueron lanzados con paneles solares al espacio.

En 1964 y 1966, la NASA fue responsable del lanzamiento del primer satélite y estación espacial alimentados 100% con energía solar generada por paneles fotovoltaicos, que producían 470 W y 1 kW respectivamente.

Primera casa con un panel solar fotovoltaico:

Ya en 1973, se construyó la primera casa con energía solar, realizada por la Universidad de Delaware, EE.UU..

Bautizada como «Solar One» (First Solar), el proyecto usó un híbrido de energía solar térmica y fotovoltaica.

También representó el primer uso de BIPV (Building Integrated Photovoltaics).

En otras palabras, la casa no tenía paneles solares, pero tenía tecnología fotovoltaica integrada directamente en su tejado, similar a las tejas solares de Tesla.

Evolución de la eficiencia en la conversión eléctrica

Entre 1957 y 1960, Hoffman Eletronics fue capaz de batir varios récords de eficiencia fotovoltaica, pasando del 8% al 14%.

En 1985, otro logro importante fue alcanzado por la Universidad de Gales del Sur, EE.UU., que logró una eficiencia del 20% con las células solares de silicio.

En 1999, una investigación conjunta entre el Laboratorio Nacional de Energía Renovable y Spectrolab Inc. alcanzó una eficiencia del 33,3%.

El récord fue batido nuevamente por la Universidad de Gales del Sur en 2016, cuando lograron una eficiencia del 34,5%.

Aviones con energía solar

En 1981, el primer avión con energía solar, el Solar Challenger, voló a través del Canal de la Mancha entre Francia y el Reino Unido, pilotado por su inventor, Paul MacCready.

Diecisiete años más tarde, el avión solar teledirigido «Pathfinder» estableció el récord de altura después de alcanzar una altitud de casi 25.000 km.

Poco después, este récord fue roto por la NASA en 2001 cuando su avión alcanzó una altitud de casi 30.000 km.

En 2016, Bertrand Piccard fue responsable de la primera vuelta al mundo a bordo del mayor avión solar de la actualidad, el Solar Impulse 2.

Presidencias solares

En Estados Unidos, en 1979, el presidente electo Jimmy Carter ordenó la instalación de paneles solares para abastecer a la Casa Blanca durante su mandato.

Cuando Ronald Reagan asumió el cargo en 1981, ordenó la retirada de estos paneles fotovoltaicos.

Casi 30 años más tarde, en 2010, el Presidente Barack Obama reinstaló los paneles solares fotovoltaicos en su primer mandato, así como un sistema de calefacción solar.

Evolución del precio de la energía solar

Los precios de los paneles solares fotovoltaicos han bajado significativamente en las últimas décadas.

Esto ha contribuido a un aumento de la demanda y a la instalación de millones de sistemas en todo el mundo.

En 1956, el coste de los paneles era de 300 dólares por vatio, en 1975, esa cifra bajó a poco más de 100 dólares por vatio.

En 1998, un panel podía costar unos 0,50 dólares por vatio.

En otras palabras, se puede decir que el coste de los paneles fotovoltaicos se ha depreciado un 10% por año desde 1980.

En resumen, podemos ver que esto fue, y sigue siendo, responsable de la creciente popularidad de los paneles solares fotovoltaicos y de la consagración de la energía solar como una fuente de energía limpia y segura para el mundo de hoy y del futuro.