Central fotovoltaica

Sabem que dels tipus d'energies renovables que hi ha al món, la solar és la més avançada i coneguda. El lloc on es transforma l'energia solar en energia elèctrica per poder utilitzar és a la central fotovoltaica. Hi ha nombrosos tipus de centrals fotovoltaiques diferents i cadascuna té les seves característiques i capacitats.

En aquest article us explicarem quines són les característiques d'una central fotovoltaica, els tipus que existeixen i els avantatges que tenen respecte a les centrals de producció d'energies basades en combustibles fòssils.

Característiques d'una central fotovoltaica

Una central fotovoltaica és una central elèctrica que aprofita lefecte fotovoltaic per convertir lenergia solar en energia elèctrica. L'efecte fotovoltaic passa quan els fotons colpegen un material i aconsegueixen desplaçar electrons, creant corrent continu.

Una central fotovoltaica es compon bàsicament de mòduls fotovoltaics i inversors. Els panells fotovoltaics són els encarregats de convertir la radiació solar. Alhora, l'inversor converteix l'energia de corrent continu en energia de corrent altern amb característiques similars a les d'una xarxa.

En aquest tipus de sistema solar tota l'electricitat generada s'injecta a la xarxa de distribució. Aquesta operació condueix a un rendiment millor del dispositiu, ja que s'aprofita tota l'energia generada d'aquesta manera. A més, el funcionament d'una central fotovoltaica és molt eficient, atès que no produeix gasos contaminants.

La planta fotovoltaica més gran del món és Bhadla Solar Park a Índia amb una capacitat instal·lada de 2.245 MW. El cost total de la instal·lació és de 1.200 milions d?euros. L'energia fotovoltaica es considera font d'energia neta perquè no produeix gasos contaminants.

components principals

Els components principals amb què ha de comptar qualsevol tipus de central fotovoltaica independentment del tipus que sigui són els següents:

• Panells solars: Els panells fotovoltaics són la columna vertebral duna central daquest tipus. Estan compostos per cèl·lules fotovoltaiques que capturen l'energia de la llum solar i la converteixen en electricitat de corrent continu.
• Inversors: L'electricitat generada pels panells solars és de corrent continu, però la majoria dels dispositius i sistemes elèctrics utilitzen corrent altern. Els inversors transformen l'electricitat de corrent continu a corrent altern, fent-lo compatible amb l'ús domèstic i la integració a la xarxa elèctrica.
• Estructures de suport: Els panells solars s'instal·len sobre estructures dissenyades per mantenir-los al seu lloc, assegurant la correcta orientació cap al sol i la protecció contra condicions climàtiques adverses.
• Sistema d'emmagatzematge (opcional): Algunes centrals fotovoltaiques poden incorporar sistemes d'emmagatzematge d'energia, com ara bateries, per emmagatzemar l'excés d'electricitat generada durant el dia i utilitzar-la durant la nit o en moments de radiació solar baixa.
• Torre meteorològica. És on s'analitzen diferents condicions meteorològiques per determinar la quantitat de radiació solar que es rep o s'espera rebre a la central fotovoltaica.
• Línies de transport. Són les línies que porten lenergia elèctrica als centres de consum.
• Sala de control: és lencarregada de supervisar el lloc on operen tots els elements de la planta fotovoltaica.

Un dels aspectes fonamentals de les centrals fotovoltaiques és que els components elèctrics s'han de dimensionar per tenir en compte possibles augments de potència instal·lada de la planta en el futur.

Tipus de centrals fotovoltaiques

Com hem esmentat abans, hi ha diferents tipus de centrals fotovoltaiques depenent de la demanda, la potència elèctrica i molts més aspectes a tenir en compte. Veurem quins són els principals tipus que existeixen:

• Centrals fotovoltaiques aïllades: Aquestes centrals es troben a àrees remotes on no hi ha accés a la xarxa elèctrica convencional. Utilitzen panells solars per generar electricitat i emmagatzemar-la en bateries per al seu ús posterior. Són ideals per a aplicacions com cases de camp, estacions meteorològiques o fars de navegació.
• Centrals fotovoltaiques connectades a la xarxa: Aquestes centrals estan connectades al sistema de distribució elèctrica convencional. Generen electricitat a gran escala i la injecten directament a la xarxa, cosa que permet la seva distribució als consumidors. Aquestes centrals poden ser de dos tipus:

1. Centrals fotovoltaiques a gran escala: També conegudes com a centrals solars de camp obert, estan formades per una gran quantitat de panells solars disposats en una àrea extensa. Poden ocupar terrenys desocupats, com ara deserts o àrees rurals, i generen una quantitat significativa delectricitat.
2. Centrals fotovoltaiques en teulades: Aquestes centrals estan instal·lades a les teulades d'edificis residencials, comercials o industrials. Utilitzen els espais disponibles a les teulades per generar electricitat i alimentar el consum intern o fins i tot injectar l'excés d'energia a la xarxa elèctrica.

• Centrals fotovoltaiques flotants: Aquestes centrals estan construïdes en cossos d'aigua, com ara llacs o embassaments. Els panells solars suren a la superfície de l'aigua i generen electricitat. Aquest enfocament té diversos avantatges, com la conservació del sòl, la reducció de l'evaporació de l'aigua i un rendiment més gran a causa de l'efecte de refredament de l'aigua.
• Centrals fotovoltaiques portàtils: Aquestes centrals estan dissenyades per ser transportades i desplegades a diferents llocs segons les necessitats. Solen ser utilitzades en situacions d'emergència o en àrees temporals on es requereix electricitat, com ara campaments o esdeveniments a l'aire lliure.

Com funciona una central fotovoltaica

A la sala de control se supervisa el funcionament de tots els equips de la planta. A la sala de control, rep informació de torres meteorològiques, inversors, armaris de corrent, centres de subestacions, etc. El procés de conversió de lenergia solar fotovoltaica en electricitat és el següent:

Conversió de l'energia solar en corrent continu

Les fotocèl·lules són les encarregades de captar la radiació solar i convertir-la en electricitat. Normalment, es componen de silici, material semiconductor que facilita l'efecte fotoelèctric. Quan un fotó xoca amb una cel·la solar, s'allibera un electró. L'electricitat es produeix en forma de corrent continu a través de la suma de molts electrons lliures.

La capacitat de generació denergia dependrà de la climatologia (radiació, humitat, temperatura…). Depenent de les condicions meteorològiques de cada moment, la quantitat de radiació solar que rebran les cèl·lules fotovoltaiques serà variable. Per això, es construeix una torre meteorològica a la planta solar. És important conèixer la radiació solar que es rep a la ubicació per maximitzar l'eficiència del funcionament.

Conversió de corrent continu a alterna

Els panells fotovoltaics generen corrent continu. No obstant això, l'energia elèctrica que circula per la xarxa de transmissió ho fa en forma de corrent altern. Per fer això, el corrent continu ha de convertir-se en corrent altern.

Primer, l'energia de corrent continu dels panells solars es condueix al gabinet de corrent continu. Aquest corrent es converteix en corrent altern mitjançant un inversor de corrent. Després, el corrent es lliura al gabinet de corrent altern.

Transport i subministrament denergia elèctrica

El corrent que arriba al gabinet de corrent altern encara no està llest per alimentar la xarxa. Per això, l'energia elèctrica generada passa per un centre de conversió on s'adapta a les condicions de potència i tensió de les línies de transmissió per al seu ús al centre de consum.

Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre com és una central fotovoltaica i les seves característiques.