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La historia de la energía solar es la historia de nuestro planeta, de nuestra vida, desde los orígenes de nuestro sistema solar hasta su uso para la generación eléctrica. Conocer su historia nos ayudará a comprender mejor el mundo en el que vivimos.
El Sol nace aproximadamente hace 4.600 millones de años. Su formación se debe a la acumulación de grandes nubes de moléculas de gases y polvo que quedaron como residuo de estrellas anteriores, las cuales se fueron acumulando por la fuerza gravitatoria. Luego de concentrar una masa crítica, comenzaron las reacciones nucleares que le proporcionaron su energía. El Sol es la fuente originaria de todas las fuentes de energía en la Tierra. Su energía es responsable del clima y del ciclo de vida de plantas y animales.
Se estima que este proceso ocurrió por primera vez hace 3.500 millones de años en pequeñas bacterias fotosintéticas. La fotosíntesis es el proceso químico, que ocurre en plantas y algas, que transforma la energía solar, junto con agua, en energía química, que es el alimento de estos organismos. Además, en este proceso se libera oxígeno tan imprescindible para garantizar una atmosfera habitable. La fotosíntesis es el proceso indispensable para la vida en la Tierra.
El aprovechamiento de la energía del sol por parte del ser humano se remonta a decenas de miles de años atrás con el desarrollo de la agricultura en las civilizaciones antiguas, que no es otra cosa que la transformación de la energía electromagnética proveniente del sol en energía química. Este desarrollo ha sido de las innovaciones más importantes de la historia humana ya que ha permitido una producción mucho más eficiente de los alimentos y con ello el surgimiento de las sociedades sedentarias.
Las civilizaciones más avanzadas de esa época, griegos y egipcios, comenzaron a construir sus edificaciones con la premisa de aprovechar la mayor cantidad de horas de radiación solar, aprovechando la luz y el calor del Sol.
El físico francés Alexandre Edmond Becquerel, de diecinueve años, creó la primera célula solar mientras experimentaba con electrodos de metal y una solución ácida. Esta flamante célula, conocida como célula fotovoltaica podía transportar una corriente eléctrica a partir de la luz. A Becquerel se le atribuye el descubrimiento del efecto fotovoltaico, que es el funcionamiento de una célula solar.
Charles Fritts, un inventor estadounidense, creó los primeros módulos solares funcionales con células solares fabricadas a partir de obleas de selenio. Un hombre llamado Willoughby Smith descubrió que el selenio era fotovoltaico. Los primeros paneles solares se instalaron en un techo de la ciudad de Nueva York, pero eran muy ineficientes, con una tasa de conversión de energía de sólo el 1%.
En Estados Unidos, Edward Weston recibió la primera patente para una “célula solar”, lo que ayudó a generar más interés en la investigación solar y en última instancia condujo a paneles solares más eficientes.
A principios del siglo XX, Nikola Tesla recibió la patente estadounidense por “el método de utilización y el aparato para la utilización de energía radiante”. En palabras más simples: ¡la primera patente para paneles solares!
El físico alemán Albert Einstein publicó un artículo sobre la teoría del “efecto fotoeléctrico”, que demostraba oficialmente cómo el sol genera energía a partir de células solares. Este desarrollo le valió el Premio Nobel en 1922.
Gerald Pearson, Daryl Chapin y Calvin Fuller, todos ellos físicos en los laboratorios Bell, exhiben la primera célula solar fotovoltaica (PV) de silicio de alta potencia que aumenta la eficiencia de conversión de energía al utilizar silicio en lugar de obleas de selenio.
Sharp Corporation, una empresa de electrónica japonesa, produjo un módulo fotovoltaico de células solares de silicio, lo que condujo a la exitosa producción en masa de paneles solares. Japón instaló un sistema fotovoltaico de 242 vatios en un faro: el sistema más grande del mundo en ese momento.
La NASA lanza el primer satélite Nimbus alimentado con un sistema fotovoltaico de 470 vatios, luego del exitoso lanzamiento del satélite Vanguard I por parte del Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos.
El desarrollo de la investigación solar redujo los costos de la energía fotovoltaica en un enorme 80%, lo que permitió probar y adoptar diferentes usos de los paneles solares. En ese momento, estos se usaban principalmente fuera de la red eléctrica.
La primera persona en utilizar litio para la fabricación de baterías fue el químico británico Stanley Whittingham. Quien decidió construir una batería utilizando materiales de intercalación en ambos electrodos. Para el cátodo eligió titanio y para el ánodo optó por un compuesto que hasta ese entonces resultaba bastante desconocido: el litio. Le sumo este mineral en el electrolito y el resultado que obtuvo se convirtió en una batería revolucionaria, diferente a todo lo que se había creado hasta ese momento.
La Universidad de Delaware, Estados Unidos, construye “Solar One”, uno de los primeros edificios del mundo alimentados con energía fotovoltaica. El edificio funcionaba con paneles fotovoltaicos y energía solar térmica combinadas.
Paul MacCready construyó el Solar Challenger, el primer avión que funcionaba con energía solar, y lo hizo volar a través del Canal de la Mancha desde Francia hasta el Reino Unido.
Este programa alemán, creado en 1999, fue una de las primeras políticas públicas más importantes para el apoyo de la energía solar, fomentando la instalación y expansión de sistemas fotovoltaicos de más de 1 kW. El proyecto, de 500 millones de dólares, fue fundamental para desarrollar una industria solar residencial viable. Unos años antes, Japón contaba con un programa de subsidios similar para 70.000 techos.
La Comisión de Servicios Públicos del estado lanzó la Iniciativa Solar de California (CSI), un programa de subsidios solares de 3 mil millones de dólares a 10 años. Los fondos se destinaron a programas de incentivos para la instalación de nergía solar en viviendas unifamiliares y multifamiliares de bajos ingresos. El programa CSI tuvo una buena recepción en el mercado, con un volumen de solicitudes superior al esperado. Se cerró en 2016.
El final de la década de los 2000 fue un momento crucial para el crecimiento de la energía solar. La inversión mundial en energías renovables supera los 100 mil millones de dólares, y la energía solar es la principal tecnología limpia para la inversión de capital de riesgo y de capital privado. El crédito fiscal ayudó a generar un crecimiento sin precedentes en la industria solar entre 2006 y 2007.
Durante este tiempo, el costo global de los módulos solares se redujo de aproximadamente 5 dólares por vatio a 1 dólar por vatio. Esto se debió principalmente a fuertes subsidios en Alemania y nuevos programas de subsidios en España, Italia y Australia.
Las instalaciones de sistemas solares residenciales resultan rentables para los hogares medios de Estados Unidos y Europa. Solo entre 2011 y 2012, el precio medio de la energía solar residencial descendió de 6,62 dólares a 4,67 dólares por vatio. En 2015, el precio se redujo aún más, a 3,36 dólares por vatio, lo que permitió que en 18 meses se instalara más energía solar residencial que nunca.
Elon Musk, director ejecutivo de Tesla, anuncia la entrada de la compañía en el mercado energético. El primer Tesla Powerwall se presentó como un producto de almacenamiento de iones de litio asequible a nivel residencial. En ese momento, el Powerwall costaba la “baja” suma de 3500 dólares, lo que permitía a los hogares estadounidenses promedio almacenar la energía solar generada durante el día para usarla por la noche. Tesla ha lanzado cuatro variantes de modelos Powerwall desde 2015.
Según señala la Agencia Internacional de Energía, la inversión en energía solar alcanzó en todo el planeta los 390.000 millones de dólares y, por primera vez, fue superior a todo el capital destinado a la industria petrolera.
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