El sol es un cuerpo gaseoso compuesto de hidrogeno, helio y algunos elementos pesados, estos interactúan entre sí en procesos de fusión liberando gran cantidad de energía que es irradiada a través del espacio. La tierra recibe aproximadamente 170 millones de GW de potencia del sol; suficiente para cubrir las necesidades energéticas de la humanidad por mucho tiempo. Pero, ¿cómo sacar provecho de esa energía? Existen varias formas, a través de recolectores térmicos (que aprovechan los rayos para calentar fluidos y posteriormente climatizar espacios o generar energía) o a mediante paneles fotovoltaicos. Estos últimos son capaces de transformar la radiación solar en energía eléctrica aprovechable directamente, el proceso se lleva a cabo gracias a las propiedades fotoeléctricas de ciertos materiales. (Dunlop, 2012)

La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía renovable, pero hasta hace relativamente poco es utilizada masivamente. Las primeras celdas solares apenas lograban una eficiencia eléctrica del 6% a un costo económico alto, por lo que sólo fueron utilizadas en aplicaciones muy específicas como la generación de energía para satélites y transbordadores espaciales. Posteriormente, el uso de energía solar fotovoltaica a través de paneles solares se expandió a aplicaciones rurales y remotas. Hoy en día, los paneles solares son utilizados en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales a un costo mucho más bajo que el siglo pasado y con una mayor eficiencia. En la Ilustración 1 se muestra el rápido crecimiento de la capacidad instalada de paneles fotovoltaicos en todo el mundo en la última década.

Crecimiento de la capacidad instalada de paneles fotovoltaicos (REN 21, 2015)

Con el crecimiento exponencial de la demanda de paneles fotovoltaicos también disminuyeron los precios de las celdas en gran medida, siguiendo la ley de Swanson (que establece que cada vez que se duplica la demanda, el precio de las celdas baja 20%). En 1977 el costo de una celda solar ascendía a más de 75 dólares americanos, hoy, una celda fotovoltaica de mayor eficiencia cuesta cerca de 30 centavos de dólar. Este decremento en el costo de las celdas (y por ende de los paneles) hace que el costo de inversión en proyectos de generación de energía solar fotovoltaica disminuya proporcionalmente (dado que los paneles son los elementos más costosos de un proyecto de generación fotovoltaico) y sea competitivo frente a otros proyectos de energía renovable o convencional.

Para aprovechar la energía solar fotovoltaica, además de tener un panel fotovoltaico, también se necesita un estudio y análisis de las condiciones ambientales y geográficas, un estudio del suelo en el que se realizará la instalación (que sea capaz de soportar los equipos y su instalación), un análisis de carga eléctrica, un diseño adecuado que cumpla con los requerimientos del cliente y además una serie de equipos que pueden variar según la aplicación requerida (inversores, baterías, reguladores de carga, entre otros). Sin embargo, ya que los paneles corresponden al elemento más costoso de los sistemas de generación fotovoltaicos, como se mencionó anteriormente, los costos de diseño y otros equipos del sistema no resultan tan costosos, por lo que un proyecto de energía solar fotovoltaica tiene un costo razonable y una suma importante de beneficios a corto y largo plazo. (como lo muestra la Ilustración 2).

División de costos de un proyecto de energía solar fotovoltaica (Shiao, 2015)