En este artículo retrocedemos en la línea de tiempo para ver los momentos históricos importantes en torno a los esfuerzos humanos para extraer energía solar y que han marcado definitivamente la historia de la energía solar.
Regresemos unos siglos a los orígenes de la energía solar y exploremos la historia de la energía solar fotovoltaica y la tecnología solar del silicio.
¿Cuál es la historia de la energía solar?
A lo largo de la historia y en todo el mundo, la gente siempre le ha dado una gran importancia al sol. Mucho antes de que inventáramos los paneles solares fotovoltaicos (del tipo que genera electricidad), los humanos usaban el calor del sol para calentar hogares, dar la hora y cultivar alimentos.
Veamos una breve historia de la energía solar, tanto antes de que la electricidad estuviera sobre la mesa como los increíbles avances que llevaron a la creación de nuestros modernos paneles solares fotovoltaicos.
Antigüedad
Sabemos que desde el siglo VII a.C., los humanos descubrieron cómo hacer fuego concentrando la luz del sol con una lupa.
Ya desde la antigüedad, el calor generado por el sol ha sido utilizado para diferentes propósitos. En Grecia y Egipto se utilizaba espejos cóncavos para concentrar los rayos solares. No olvidemos que la antorcha Olímpica se enciende concentrando los rayos a través de espejos.
1839 - Descubrimiento del efecto fotovoltaico
Edmund Becquerel, un físico francés que tan solo tenía 19 años en el momento que descubrió que hay una generación de voltaje cuando un material se expone a la luz.
Poco sabía él, que su descubrimiento sentaría las bases de la energía solar.
1883 - El primer diseño de una celda fotovoltaica
Un inventor estadounidense, Charles Fritts, fue el primero en planear cómo fabricar células solares. Sus diseños sencillos de finales del siglo XIX se basaban en obleas de selenio.
Aunque usamos silicio en las celdas de los paneles solares modernos, esta celda solar fue un precursor importante de la tecnología que se usa en la actualidad.
1905 - El efecto fotoeléctrico
Albert Einstein es famoso por una amplia variedad de hitos científicos, pero la mayoría de la gente no está al tanto de su artículo sobre el efecto fotoeléctrico. Formuló la teoría de los fotones de la luz, que describe cómo la luz puede "liberar" electrones en una superficie metálica. En 1921, 16 años después de presentar este artículo, recibió el Premio Nobel por los avances científicos que había descubierto.
1954 - La primera célula solar
A David Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson de Bell Labs se les atribuye la primera célula fotovoltaica (célula solar) del mundo.
En otras palabras, estos son los hombres que fabricaron el primer dispositivo que convirtió la luz solar en energía eléctrica. Posteriormente aumentaron la eficiencia de conversión del 4% al 11%.
Otros hitos con la energía solar
- Espacio exterior
En 1958, el satélite Vanguard I usó un pequeño panel de un vatio para alimentar sus radios. Más tarde, ese mismo año, el Vanguard II, Explorer III y Sputnik-3 se lanzaron con tecnología fotovoltaica a bordo.
En 1964, la NASA fue responsable del lanzamiento de la primera nave espacial Nimbus, un satélite capaz de funcionar completamente con una matriz solar de 470 vatios.
En 1966, la NASA lanzó el primer Observatorio Astronómico Orbital del mundo, impulsado por una matriz de un kilovatio.
- Primera residencia solar
En 1973, la Universidad de Delaware fue responsable de la construcción del primer edificio solar, llamado Solar One. El sistema funcionaba con un suministro híbrido de energía solar térmica y solar fotovoltaica. También fue la primera instancia de construcción de energía fotovoltaica integrada (BIPV): la matriz no usaba paneles solares, sino que tenía energía solar integrada en la azotea, similar al diseño del nuevo producto de techo de Tesla.
- Aviones con energía solar
En 1981, Paul MacCready construyó el Solar Challenger, el primer avión que funcionaba con energía solar, y lo voló a través del Canal de la Mancha desde Francia hasta el Reino Unido.
- Vuelta al mundo sin emisiones
En 2016, Bertrand Piccard completó el primer vuelo sin emisiones alrededor del mundo con Solar Impulse 2, el avión de energía solar más grande y más poderoso del mundo en la actualidad.
Historia del panel solar
- Primeros Descubrimientos y Principios Fundamentales
Efecto Fotovoltaico: El principio fundamental detrás de los paneles solares, el efecto fotovoltaico, fue descubierto en 1839 por el físico francés Alexandre Edmond Becquerel. Becquerel encontró que ciertos materiales generaban pequeñas cantidades de corriente eléctrica cuando se exponían a la luz solar.
Célula Fotovoltaica de Selenio: En 1873, Willoughby Smith descubrió la fotoconductividad del selenio, y en 1876, William Grylls Adams y Richard Evans Day construyeron la primera célula fotovoltaica práctica usando selenio, demostrando el efecto fotovoltaico sin necesidad de calor o movimiento.
- Desarrollo de las Células Fotovoltaicas
Primera Célula Solar de Silicio: En 1954, los científicos de Bell Laboratories, Daryl Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson, crearon la primera célula solar de silicio capaz de convertir la luz solar en energía eléctrica con una eficiencia de alrededor del 6%. Este fue un avance crucial, ya que el silicio resultó ser mucho más eficiente que el selenio.
- Aplicaciones Iniciales
Satélites Espaciales: Durante la década de 1950 y 1960, las células solares comenzaron a ser utilizadas en satélites espaciales. En 1958, el satélite Vanguard 1 de los Estados Unidos fue el primero en utilizar células solares para alimentar sus sistemas.
- Avances en Eficiencia y Producción
Mejoras en la Eficiencia: A lo largo de las décadas de 1970 y 1980, se realizaron numerosos avances en la eficiencia de las células solares. Las investigaciones se centraron en mejorar los materiales y las técnicas de fabricación. Empresas y laboratorios comenzaron a producir células solares con eficiencias superiores al 20%.
Reducción de Costos: Durante los años 1990 y 2000, la producción en masa y los avances tecnológicos permitieron reducir significativamente el costo de los paneles solares. Esto hizo que la energía solar fuera más accesible para aplicaciones comerciales y residenciales.
- Energía Solar en el Siglo XXI
Crecimiento del Mercado Solar: En las últimas dos décadas, la energía solar ha experimentado un crecimiento exponencial. Políticas gubernamentales favorables, incentivos económicos y una mayor conciencia ambiental han impulsado la adopción de la energía solar en todo el mundo.
Tecnologías Avanzadas: Recientemente, se han desarrollado nuevas tecnologías como las células solares de perovskita, que prometen mayores eficiencias y costos más bajos. Además, los sistemas de almacenamiento de energía, como las baterías, han mejorado la viabilidad de la energía solar para proporcionar electricidad continua.
El futuro de la energía solar parece prometedor, con continuos avances en eficiencia, reducción de costos y nuevas aplicaciones innovadoras. La investigación sigue enfocada en mejorar los materiales y las tecnologías de producción, así como en integrar la energía solar en una variedad de sistemas energéticos sostenibles.
Conclusiones
Desde el descubrimiento inicial del efecto fotovoltaico por parte de Becquerel, han llevado a los primeros paneles solares con una eficiencia muy baja a ir mejorando poco a poco. En la actualidad tenemos eficiencias promedio de entre el 15 y el 18 por ciento, con un bajo costa del vatio generado.
Con la larga historia de la tecnología solar, es cierto que el verdadero cambio que ha hecho despuntar a la energía solar haya sido en las últimas décadas.
Estas mejoras en la tecnología solar y la reducción de costos se deben a los científicos e ingenieros dedicados a la energía solar como fuente líder de electricidad limpia y de bajo coste para todos.
