¿Quién inventó los paneles solares?
A lo largo de los años, las placas solares han experimentado una evolución significativa. Desde el primer prototipo que salió al mercado, no solo han cambiado los materiales con los cuales se fabrican, sino también su proceso de producción. Actualmente, los paneles solares son mucho más eficientes, presentan una tasa de degradación mínima y tienen una vida útil prolongada, contrastando enormemente con los modelos iniciales.
Sin embargo, debemos agradecer a aquellos primeros ejemplares, ya que gracias a ellos podemos disfrutar hoy de todas estas ventajas. Por este motivo, hemos decidido dedicar este artículo a explorar la historia de la energía solar y descubrir quién fue el inventor del panel solar. ¡Empecemos!
¿Quién inventó los paneles solares?
Los paneles solares, también llamados módulos fotovoltaicos o células solares, no pueden atribuirse a un solo inventor, ya que su desarrollo se debe a las contribuciones de varios científicos e ingenieros a lo largo del tiempo. En 1839, el físico francés Alexandre-Edmond Becquerel observó el «efecto fotovoltaico» en una celda electroquímica al exponerla a la luz solar, marcando uno de los primeros descubrimientos importantes relacionados con la conversión de luz solar en electricidad.
Otro investigador clave en el ámbito de la energía solar fue Charles Fritts, quien en 1883 construyó lo que se considera la primera célula solar de selenio utilizando una delgada capa de selenio cubierta con una capa fina de oro. Aunque esta célula tenía una eficiencia muy baja en comparación con las células solares modernas, estableció los cimientos para futuras investigaciones y avances en la tecnología fotovoltaica.
No obstante, la primera célula solar práctica fue creada en 1954 en los Laboratorios Bell en Estados Unidos. Este logro fue alcanzado por tres científicos: Gerald Pearson, Calvin Fuller y Daryl Chapin. La célula, fabricada con silicio, marcó el comienzo de los paneles solares fotovoltaicos modernos que conocemos hoy.
A lo largo de los años, numerosos científicos e ingenieros han seguido perfeccionando la tecnología de los paneles solares, permitiendo que la energía solar se convierta en una fuente de energía renovable de gran relevancia a nivel mundial.
Cómo tuvo lugar el descubrimiento de la energía solar
La explotación de la energía solar es una práctica que se remonta a tiempos antiguos, empleada tanto para calentar en climas fríos, secar ropa o con fines estratégicos. El sol es vital para la vida, regulando procesos como el ciclo del agua, la fotosíntesis y la temperatura del planeta. Este astro ha sido venerado por muchas civilizaciones, desde los egipcios hasta los celtas, mayas, fenicios y más. Sabemos que en culturas como la de Egipto y Grecia se utilizaba la energía del sol con espejos cóncavos para concentrar los rayos solares.
En textos del siglo III a.C., se relata cómo Arquímedes empleó la energía solar durante la batalla de Siracusa contra los romanos. Según estas narraciones, utilizó espejos hexagonales de bronce para reflejar y concentrar los rayos del sol sobre la flota romana con la intención de incendiarla. No obstante, fueron los romanos los primeros en utilizar vidrio en las ventanas de sus hogares para retener el calor solar, así como en la construcción de invernaderos para el cultivo de plantas exóticas provenientes de diversas partes de su imperio.
El uso práctico de la energía solar no comenzó hasta el siglo XVIII, cuando el científico suizo Horace-Bénédict de Saussure (1740-1799) inventó un dispositivo considerado como el prototipo de los colectores solares modernos. Más tarde, Augustin Mouchot (1825-1912) continuó con estas investigaciones y en 1868 desarrolló los primeros sensores solares. Durante la Exposición Universal de París, presentó un receptor solar de 20 m², por lo que fue galardonado con una medalla de oro. Otros científicos como John Ericsson, Aubrey Eneas, Abel Pifre, Clarence Kemp, Frank Schuman, y el inventor del panel solar moderno —como se explicará en el próximo apartado—, también hicieron contribuciones significativas en esta área.
¿Quién fue Charles Fritts?
Charles Fritts fue un prolífico inventor que residía y trabajaba en un edificio con una azotea ideal para desarrollar sus ingeniosas ideas en la ciudad de Nueva York. Su creatividad le permitió diseñar una amplia gama de dispositivos, desde mecanismos para relojes y accesorios para cortinas hasta componentes mecánicos para la construcción de vagones. Entre sus muchos inventos, surgió una idea revolucionaria: una caja de vidrio con una fina lámina de selenio situada entre dos capas metálicas, una superior de oro muy fino y otra inferior de sustrato de latón. Cuando los rayos solares incidían sobre esta caja, los electrones fluían a través del selenio, generando una corriente que se transmitía a través de un cable conectado en un extremo.
En esa época, Nueva York estaba experimentando una revolución en el campo de la electricidad comercial. En 1883, Thomas Edison inauguró la primera central termoeléctrica del mundo, que funcionaba con carbón. Fritts, orgulloso de su invento, vislumbraba un gran potencial en él y creía que podía competir con la central de Edison. Sin embargo, la caja fotovoltaica de Fritts solo lograba captar el 1% de la luz solar, lo que impidió su aceptación en el mercado de consumo. Pasaron 70 años hasta que el invento de Fritts fuera optimizado y encontrara más aplicaciones. Fue entonces cuando los Laboratorios Bell, a mediados del siglo XX, comenzaron a desarrollar la energía solar moderna.
De Charles Fritts a los tejados de todo el mundo
El elevado coste del selenio no representaba un problema para su uso en el mercado aeroespacial, lo que permitió que las células de selenio desarrolladas por Charles Fritts fueran empleadas en la alimentación de energía para diversos satélites espaciales. Aunque estas células fueron descartadas para su distribución comercial por la comunidad científica, encontraron utilidad como sensores de luz en cámaras fotográficas, ayudando a controlar el tiempo de exposición.
Hoy en día, el sueño de Charles Fritts no solo ha dado lugar a una industria multimillonaria que proporciona electricidad a más de 840 millones de personas en todo el mundo. También se ha convertido en una esperanza crucial para el futuro del planeta, en la medida en que se requiere un cambio urgente hacia un modelo energético más sostenible.
El primer prototipo para generar electricidad con energía solar
A pesar de ser un personaje poco conocido, el neoyorquino Charles Fritts fue quien inventó el primer panel solar de la historia. Utilizó una lámina de metal cubierta con una capa de selenio y, posteriormente, recubierta con una fina película de pan de oro para crear su prototipo. Este dispositivo rudimentario generaba una corriente «continua, constante y de una fuerza considerable», según lo describió el propio Fritts, bajo la exposición directa a la luz solar, así como bajo la luz difusa del sol o incluso de una lámpara. Sin embargo, la celda solar solo alcanzaba una eficiencia de entre el 1 y 2%, un nivel ínfimo en comparación con las cifras actuales que oscilan entre un 15% y 20%.
Charles Fritts no se detuvo allí; decidió enviar uno de sus prototipos al ingeniero e inventor alemán Werner von Siemens, quien quedó profundamente impresionado por el aparato y lo presentó ante la Real Academia de Prusia. No obstante, el invento resultaba demasiado avanzado para su época, y el concepto del efecto fotoeléctrico era incomprensible para muchos. En ese momento, la comunidad científica no mostró gran entusiasmo ni vislumbró el potencial de este avance, desestimando temporalmente la posibilidad de usar la fotoelectricidad como fuente de energía.
Primeros paneles solares instalados en Nueva York por Charles Fritts
En 1883, Charles Fritts presentó su prototipo, pero el primero en descubrir el efecto fotovoltaico fue Edmond Becquerel, un físico francés, en 1839, 44 años antes. Su apellido ha quedado grabado en la historia de la ciencia gracias a sus notables logros. Su padre, Antoine-César Becquerel, es considerado el fundador de la electroquímica. La tradición científica de la familia continuó con Antoine-Henri Becquerel, hijo de Edmond, quien descubrió la radiactividad natural y ganó el Premio Nobel de Física en 1903. Sus nietos, Paul y Jean Becquerel, también destacaron en los campos de la biología y la cristalografía.
Volviendo a Edmond Becquerel, desde muy joven mostró un gran interés por la electroquímica y, a los 19 años, creó un prototipo de célula fotovoltaica en el laboratorio de su padre. Este dispositivo, compuesto por electrodos de platino cubiertos con cloruro de plata, generaba voltaje y corriente eléctrica al ser expuesto a la luz solar. Este logro se considera el antecedente del primer panel fotovoltaico de la historia.
La evolución de los paneles solares a lo largo de la historia
Siglo III a.C.: Primeros usos de la luz solar con espejos
Desde tiempos antiguos, el Sol ha sido vital para la supervivencia de toda la vida en la Tierra, y también ha jugado un papel crucial en la producción y aprovechamiento de la energía solar. Las civilizaciones antiguas utilizaban el Sol para generar energía térmica; por ejemplo, los griegos idearon un sistema de espejos cóncavos para concentrar los rayos solares y encender objetos, como la famosa antorcha olímpica.
La primera mención histórica del uso de la energía solar se remonta a la batalla de Siracusa en el siglo III a.C., donde Arquímedes utilizó espejos hexagonales para enfocar los rayos del Sol en una flota romana con la intención de incendiarla.
20 d.C.: Uso del cristal para retener el calor del Sol
Durante los primeros años del Imperio romano, ante la escasez de madera, los romanos comenzaron a utilizar vidrio en las ventanas de sus hogares para retener el calor de los rayos solares, logrando mantener una temperatura agradable en el interior de las casas.
También, durante este periodo, se inventaron los invernaderos. Estos «casas de cristal», cuya existencia se documenta en el siglo I d.C. bajo el mandato de Tiberio Julio César Augusto, servían para conservar plantas exóticas y semillas de regiones distantes.
Siglos I-VI d.C.: Desarrollo de la arquitectura solar
Durante el apogeo del Imperio romano, la arquitectura solar evolucionó para satisfacer las necesidades de la sociedad. Entre las innovaciones destacadas se incluyen:
- Diseño de hogares con orientación solar eficiente, como comedores invernales hacia el suroeste y comedores veraniegos hacia el norte.
- Creación del heliocaminus o «horno solar».
- Construcción de viviendas separadas para invierno y verano, como las de Plinio el Joven, basadas en técnicas solares griegas.
- Implementación de leyes que aseguraban el acceso de todos los ciudadanos a la luz solar, prohibiendo cualquier construcción que bloquease los rayos del Sol.
Siglo XIII d.C.: Viviendas orientadas al Sol
En el suroeste de Norteamérica, la civilización Anasazi construía viviendas orientadas hacia el Sol. Estas estructuras de adobe y piedra aprovechaban las trayectorias solares para acumular calor y protegerse del frío, un principio que hoy se conoce como Urbanismo Solar.
1767: Primer horno solar
En 1767, Horace Bénédict de Saussure creó el primer horno solar registrado en la historia. Este dispositivo consistía en una caja aislada recubierta con varias capas de cristal para captar la luz solar, alcanzando temperaturas superiores a los 110ºC, eficiente para cocinar alimentos.
1839: Reconocimiento del efecto fotovoltaico
El efecto fotovoltaico fue observado por primera vez en 1839 por el físico francés Alexandre-Edmond Becquerel. Al experimentar con una pila electrolítica, Becquerel notó que la corriente aumentaba cuando se exponía a la luz solar.
1866: Primer colector solar parabólico
A mediados del siglo XIX, el investigador francés Augustin Mouchot construyó el primer colector solar parabólico, un dispositivo que concentraba los rayos solares en una caldera de agua, generando vapor para mover un motor.
1873: Descubrimiento de la fotoconductividad del selenio
En 1873, el ingeniero eléctrico Willoughby Smith descubrió la fotoconductividad del selenio. Notó que la conductividad de las varillas de selenio aumentaba al exponerse a una luz intensa, sentando las bases para el desarrollo de la célula fotovoltaica.
1883: Panel solar compuesto por selenio y revestido de pan de oro
Charles Fritts, en 1883, desarrolló un panel solar de selenio recubierto con pan de oro, que producía una corriente continua bajo la luz solar, aunque con una eficiencia del 1 al 2%.
La historia de los paneles solares a lo largo del tiempo
En 1891, Clarence Kemp inventó el primer calentador solar de agua de la historia. En 1916, el efecto fotoeléctrico de Albert Einstein fue confirmado experimentalmente por Robert Andrews Millikan, contribuyendo a un mayor desarrollo de la tecnología solar.
Siglos XX y XXI: Innovaciones en energía solar
Desde principios del siglo XX hasta la actualidad, se han sucedido numerosos avances, desde las primeras células fotovoltaicas desarrolladas en 1954 por los laboratorios Bell hasta los modernos sistemas de energía distribuida y los desarrollos de tecnologías solares más eficientes y accesibles.
- ¿Qué es un panel solar? - 04/10/2024
- Huertos solares: qué son, como montarlos y su rentabilidad - 04/10/2024
- Cuánto voy a pagar de luz si instalo placas solares - 13/09/2024
