La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o bien mediante una deposición de metales sobre un sustrato denominada célula solar de película fina. Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aplicaciones y aparatos autónomos, para abastecer refugios o viviendas aisladas de la red eléctrica y para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución. Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los últimos años. Entre los años 2001 y 2015 se ha producido un crecimiento exponencial de la producción de energía fotovoltaica, doblándose aproximadamente cada dos años. La potencia total fotovoltaica instalada en el mundo (conectada a red) ascendía a 16 gigavatios (GW) en 2008, 40 GW en 2010, 100 GW en 2012 y 180 GW en 2014. A finales de 2015, se estimaba que hay instalados en todo el mundo cerca de 230 GW de potencia fotovoltaica. Gracias a ello la energía solar fotovoltaica se ha convertido en la tercera fuente de energía renovable más importante en términos de capacidad instalada a nivel global, después de las energías hidroeléctrica y eólica, y supone ya una fracción significativa del mix eléctrico en la Unión Europea, cubriendo de media el 3,5 % de la demanda de electricidad y alcanzando el 7 % en los períodos de mayor producción. En algunos países, como Alemania, Italia o España, alcanza máximos superiores al 10 %, al igual que en Japón o en algunos estados soleados de Estados Unidos, como California. La producción anual de energía eléctrica generada mediante esta fuente de energía a nivel mundial equivalía en 2015 a cerca de 184 TWh, suficiente para abastecer las necesidades energéticas de millones de hogares y cubriendo aproximadamente un 1 % de la demanda mundial de electricidad. Gracias a los avances tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste de la energía solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales, aumentando a su vez la eficiencia, y logrando que su coste medio de generación eléctrica sea ya competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red. Programas de incentivos económicos, primero, y posteriormente sistemas de autoconsumo fotovoltaico y balance neto sin subsidios, han apoyado la instalación de la fotovoltaica en un gran número de países, contribuyendo a evitar la emisión de una mayor cantidad de gases de efecto invernadero. La tasa de retorno energético de esta tecnología, por su parte, es cada vez mayor. Con la tecnología actual, los paneles fotovoltaicos recuperan la energía necesaria para su fabricación en un período comprendido entre 6 meses y 1 año y medio; teniendo en cuenta que su vida útil media es superior a 30 años, producen electricidad limpia durante más del 95 % de su ciclo de vida.

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Photovoltaics (PV) covers the conversion of light into electricity using semiconducting materials that exhibit the photovoltaic effect, a phenomenon studied in physics, photochemistry, and electrochemistry. A typical photovoltaic system employs solar panels, each comprising a number of solar cells, which generate electrical power. The first step is the photoelectric effect followed by an electrochemical process where crystallized atoms, ionized in a series, generate an electric current. PV Installations may be ground-mounted, rooftop mounted or wall mounted. Solar PV generates no pollution. The direct conversion of sunlight to electricity occurs without any moving parts. Photovoltaic systems have been used for fifty years in specialized applications, standalone and grid-connected PV systems have been in use for more than twenty years. They were first mass-produced in 2000, when German environmentalists and the Eurosolar organization got government funding for a ten thousand roof program. On the other hand, grid-connected PV systems have the major disadvantage that the power output is dependent on direct sunlight, so about 10-25% is lost if a tracking system is not used, since the cell wil not be directly facing the sun at all times.Power output is also adversely affected by weather conditions such as the amount of dust and water vapour in the air or the amount of cloud cover. This means that, in the national grid for example, this power has to be made up by other power sources: hydrocarbon, nuclear, hydroelectric or wind energy. Advances in technology and increased manufacturing scale have reduced the cost, increased the reliability, and increased the efficiency of photovoltaic instalations and the levelised cost of electricity from PV is competitive, on a kilowatt/ hour basis, with conventional electricity sources in an expanding list of geographic regions. Solar PV regularly costs USD 0.05-0.10 per kilowatt-hour (kWh) in Europe, China, India, South Africa and the United States. In 2015, record low prices were set in the United Arab Emirates (5.84 cents/kWh), Peru (4.8 cents/kWh) and Mexico (4.8 cents/kWh). In May 2016, a solar PV auction in Dubai attracted a bid of 3 cents/kWh. Net metering and financial incentives, such as preferential feed-in tariffs for solar-generated electricity, have supported solar PV installations in many countries. More than 100 countries now use solar PV. After hydro and wind powers, PV is the third renewable energy source in terms of globally capacity. In 2014, worldwide installed PV capacity increased to 177 gigawatts (GW), which is two percent of global electricity demand. China, followed by Japan and the United States, is the fastest growing market, while Germany remains the world's largest producer (both in per capita and absolute terms), with solar PV providing seven percent of annual domestic electricity consumption. With current technology (as of 2013), photovoltaics recoups the energy needed to manufacture them in 1.5 years in Southern Europe and 2.5 years in Northern Europe.

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