Un parque solar fotovoltaico es una instalación diseñada para transformar la energía del sol en electricidad a gran escala. Aunque los paneles son su parte más visible, detrás existe una infraestructura de cables, equipos electrónicos, protecciones y conexiones que permite llevar la energía hasta los consumidores. El proceso comienza en las células fotovoltaicas que integran cada panel. Generalmente fabricadas con silicio, estas células contienen materiales semiconductores. Cuando reciben luz, los fotones transfieren energía a los electrones del material. La estructura de la célula permite separar las cargas eléctricas y, al conectarla a un circuito, generar corriente.
Los paneles aprovechan la radiación solar, no el calor. De hecho, una temperatura elevada suele reducir su eficiencia. Un día soleado y fresco puede ofrecer mejores condiciones de funcionamiento que otro con temperaturas extremas. La electricidad que producen los módulos es corriente continua. Para incorporarla a una red eléctrica que funciona con corriente alterna se utilizan equipos llamados inversores.
Estos dispositivos convierten la corriente y ajustan su funcionamiento a las condiciones de la red. Además, incorporan controles que ayudan a aprovechar la potencia disponible en los paneles cuando cambian la radiación y la temperatura.
Luego intervienen los transformadores, que elevan la tensión para transportar la electricidad con menores pérdidas. Según el tamaño del parque y el punto de conexión, la energía pasa por una red interna y una subestación antes de ingresar al sistema eléctrico. El recorrido puede resumirse así: los paneles generan electricidad, los inversores la convierten, los transformadores elevan la tensión y la conexión permite entregarla a la red.
Los módulos pueden instalarse sobre estructuras fijas, con una orientación e inclinación determinadas, o sobre seguidores solares. Estos últimos mueven los paneles durante el día para mejorar la captación de radiación. Los seguidores pueden aumentar la producción, pero incorporan motores, mecanismos y necesidades de mantenimiento. Su conveniencia depende del terreno, el clima y los costos del proyecto.
También existen paneles bifaciales, capaces de captar radiación por ambas caras. La parte posterior aprovecha una porción de la luz reflejada por el suelo. Su aporte depende, entre otros factores, de la superficie, la altura de instalación y la separación entre filas. Un parque fotovoltaico puede generar electricidad en días nublados porque recibe radiación difusa, aunque su producción suele disminuir. Durante la noche, los paneles dejan de producir. Por eso, un parque solar sin almacenamiento no puede entregar energía solar a cualquier hora por sí solo. En un sistema eléctrico, su producción se combina con otras fuentes, intercambios de energía y mecanismos de gestión de la demanda.
Las baterías permiten guardar parte de la electricidad generada para utilizarla después. Sin embargo, tienen límites de potencia y capacidad: no pueden abastecer indefinidamente cuando falta el sol.
Una batería de 100 megavatios hora —MWh—, por ejemplo, podría suministrar teóricamente 25 megavatios —MW— durante cuatro horas, siempre que su potencia lo permita. En la práctica deben considerarse las pérdidas y los límites operativos del equipo. La potencia indica cuánto puede generar o entregar una instalación bajo determinadas condiciones. La energía expresa cuánto produjo durante un período. Por eso, un parque anunciado como de 100 MW no genera esa potencia durante las 24 horas. Su producción cambia con la hora, las estaciones, las nubes, las sombras, la suciedad y la disponibilidad de los equipos. Además, los proyectos pueden informar la potencia de los paneles en megavatios pico —MWp— o la potencia de salida en corriente alterna. Para comparar dos instalaciones hay que saber qué medida se está utilizando.
Los parques requieren inspecciones eléctricas, limpieza cuando corresponde, control de la vegetación y revisión de estructuras, inversores y conexiones. Los sistemas de monitoreo permiten detectar fallas o sectores que producen menos de lo esperado. Aunque durante la generación fotovoltaica no se queman combustibles, la instalación tiene impactos asociados a la fabricación de equipos, el uso del suelo, las obras y la gestión de los materiales al final de su vida útil. Evaluar un proyecto exige observar también su ubicación, el drenaje del terreno, la biodiversidad, la conexión eléctrica y el destino futuro de paneles y baterías.
La tecnología permite convertir un recurso abundante en electricidad útil. El resultado de cada parque depende de cómo se diseña, dónde se instala y cómo se integra al sistema eléctrico que debe recibir su producción.
