Antecedentes de los paneles solares

Historia de la energía solar: ¿Quién inventó los paneles solares?

El gran salto hacia las células solares como las que se utilizan hoy en día en los paneles vino de la mano de los Laboratorios Bell en 1954. Tres científicos de allí, Daryl Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson, crearon una célula solar más práctica utilizando silicio. A medida que se desarrollaba la era espacial, los paneles solares se utilizaron para alimentar diversas partes de las naves espaciales a finales de la década de 1950 y en la de 1960.

El primero fue el satélite Vanguard I en 1958, seguido de Vanguard II, Explorer III y Sputnik-3. Retrocedamos un poco hasta 1883, cuando el inventor neoyorquino Charles Fritts creó la primera célula solar recubriendo el selenio con una fina capa de oro. Fritts informó de que el módulo de selenio producía una corriente «continua, constante y de fuerza considerable».

Esta célula alcanzaba una tasa de conversión de energía del 1 al 2 por ciento. La mayoría de las células solares modernas funcionan con una eficiencia del 15 al 20 por ciento. Así pues, Fritts creó lo que era una célula solar de bajo impacto, pero aun así, fue el comienzo de la innovación de los paneles solares fotovoltaicos en América.

Nombrado en honor al físico, químico y pionero italiano de la electricidad y la energía, Alessandro Volta, fotovoltaico es el término más técnico para convertir la energía de la luz en electricidad, y se utiliza indistintamente con el término fotoeléctrico. Sólo unos años después, en 1888, el inventor Edward Weston recibió dos patentes de células solares: la patente estadounidense 389. 124 y la patente estadounidense 389.

425. En ambas patentes, Weston propuso «transformar la energía radiante derivada del sol en energía eléctrica, o a través de la energía eléctrica en energía mecánica». La energía luminosa se enfoca a través de una lente f sobre la célula solar a, «una termopila un dispositivo electrónico que convierte la energía térmica en energía eléctrica compuesto por barras de metales disímiles.

» La luz calienta la célula solar y hace que se liberen electrones y fluya la corriente. En este caso, la luz crea calor, que a su vez crea electricidad; es exactamente lo contrario de cómo funciona una bombilla incandescente, que convierte la electricidad en calor que luego genera luz. Ese mismo año, un científico ruso llamado Aleksandr Stoletov creó la primera célula solar basada en el efecto fotoeléctrico, que se produce cuando la luz incide sobre un material y se liberan electrones.

Este efecto fue observado por primera vez por un físico alemán, Heinrich Hertz. En sus investigaciones, Hertz descubrió que la luz ultravioleta generaba más energía que la luz visible. Hoy en día, las células solares utilizan el efecto fotoeléctrico para convertir la luz solar en energía.

En 1894, el inventor estadounidense Melvin Severy recibió las patentes 527. 377 por un aparato para montar y hacer funcionar termopilas y 527. 379 por un aparato para generar electricidad mediante calor solar.

Ambas patentes eran esencialmente las primeras células solares basadas en el descubrimiento del efecto fotoeléctrico. La primera generaba «electricidad por la acción del calor solar sobre una termopila» y podía producir una corriente eléctrica constante durante los movimientos diarios y anuales del sol, lo que evitaba tener que mover la termopila según los movimientos del sol. La segunda patente de Severy, de 1889, también estaba destinada a utilizar la energía térmica del sol para producir electricidad para el calor, la luz y la electricidad.

Las «pilas térmicas», o células solares como las llamamos hoy, estaban montadas sobre un patrón que permitía controlarlas en sentido vertical, así como sobre una plataforma giratoria, que permitía su movimiento en el plano horizontal. «Mediante la combinación de estos dos movimientos, la cara de la pila puede mantenerse opuesta al sol a todas horas del día y en todas las estaciones del año», reza la patente. En 1913, William Coblentz, de Washington, D. C. , recibió la patente 1.

077. 219 por un «generador térmico», que era un dispositivo que utilizaba rayos de luz «para generar una corriente eléctrica de tal capacidad para realizar un trabajo útil». También pretendía que el invento tuviera una construcción barata y resistente.

Aunque esta patente no era para un panel solar, estos generadores térmicos se inventaron para convertir el calor directamente en electricidad o para transformar esa energía en energía para calefacción y refrigeración. En los años 50, los Laboratorios Bell se dieron cuenta de que los materiales semiconductores, como el silicio, eran más eficaces que el selenio. Consiguieron crear una célula solar con una eficiencia del 6%.

Los inventores Daryl Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson, incluidos en el Salón de la Fama de los Inventores Nacionales en 2008, fueron los artífices de la célula solar de silicio en los Laboratorios Bell. Aunque se consideró el primer dispositivo práctico para convertir la energía solar en electricidad, su coste seguía siendo prohibitivo para la mayoría de la gente. Las células solares de silicio son caras de producir, y cuando se combinan varias células para crear un panel solar, su compra es aún más cara para el público.

A la Universidad de Delaware se le atribuye la creación de uno de los primeros edificios solares, «Solar One», en 1973. La construcción funcionaba con una combinación de energía solar térmica y solar fotovoltaica. El edificio no utilizaba paneles solares, sino que la energía solar se integraba en el tejado