Como Es Un Panel Solar?

Dispositivos y transformación de energía

Los paneles solares son los dispositivos que permiten captar la energía que proviene de la radiación solar y transformarla en electricidad que pueda aprovecharse.

Las placas solares, llamados también paneles fotovoltaicos o paneles solares son dispositivos tecnológicos utilizados para convertir la energía del sol en energía eléctrica.

Existen dos tipos de paneles, los colectores solares térmicos y los paneles solares fotovoltaicos. Veamos qué hace cada uno de ellos.

• Los colectores solares son aquellos que utilizan la energía solar de manera térmica, para producir agua caliente doméstica.
• Los paneles fotovoltaicos son los que generan electricidad utilizando la energía solar fotovoltaica.
• Los tipos de placas solares principales pueden producir calor, electricidad o ambas fuentes de energía a la vez.
• Dentro de estas soluciones energéticas podemos distinguir tres tipos principales de placas solares: los paneles solares fotovoltaicos, los colectores térmicos y los paneles solares híbridos.

Se trata de dispositivos que aprovecha la energía solar de una manera fácil. Su funcionamiento se puede simplificar en un acumulador transfiere el calor al agua que queremos calentar.

En algunos de estos dispositivos, el agua se almacena en otro lugar, circula y se calienta según pasa por el colector. Los sistemas termosolares, en cambio, calientan el agua en el mismo almacenamiento.

Células y efecto fotovoltaico

Las placas solares transforman la luz del sol directamente en energía eléctrica a través de un proceso conocido como efecto fotovoltaico.

Esto ocurre dentro de cada una de las células solares que componen un panel, que pueden tener 60 o 72 en los modelos que actualmente se venden en el mercado.

Los paneles solares fotovoltaicos están formados por células fotovoltaicas, que aprovechan la energía de la luz solar. La luz del sol, a través del efecto fotovoltaico, generan corriente eléctrica.

1. Las células fotovoltaicas de los paneles son las que tienen la capacidad de generar electricidad a partir del impacto de la radiación solar.
2. Estas células, que suelen ser de silicio cristalino o arseniuro de galio, se mezclan con otros componentes como el fósforo o el boro que ‘dopan’ y modifican las propiedades conductoras.
3. De esta forma se crean dos partes, una de carga negativa, y otra de carga positiva.
4. Al exponerse al sol, los fotones (energía lumínica) mueven los electrones (energía eléctrica) y se produce una corriente continua.

El fotón es la partícula de la radiación electromagnética, que abarca, por ejemplo, los rayos gamma, los rayos x, la luz ultravioleta, la luz visible o la luz infrarroja.

La acción de los fotones libera electrones, cuyo movimiento genera cargas positiva y negativa en semiconductores próximos, creando un campo eléctrico capaz de crear una corriente eléctrica.

Durante el día, toda la luz solar que llega a las placas se convierte en energía, tanto la radiación directa como la difusa, es decir, la luz reflejada por las nubes. Por eso, incluso en días nublados o lluviosos, las placas siguen generando energía, aunque en menor cantidad.

Elementos de las placas

Los paneles solares están compuestos por varias células fotovoltaicas de unos 10 centímetros cuadrados de superficie y se recubren de un revestimiento productor, de materiales como etileno y acetato de vinilo, para evitar su deterioro.

Los paneles solares o paneles fotovoltaicos consisten en una estructura rectangular con una unidad básica de transformación que es la célula solar y que mide aproximadamente 10 centímetros cuadrados.

Un panel une sobre una plancha varias de estas células, que se recubren con un plástico llamado eva (etilen vinil acetato). Este plástico puede aguantar condiciones y temperaturas extremas y, además, permite que pase la luz, pero no los rayos ultravioletas.

Paneles solares

Están formados por la unión, mediante conductores metálicos, de celdas o células fotovoltaicas, es decir, por los dispositivos capaces de generar electricidad cuando incide en ellas el impacto de la radiación solar.

Capas encapsuladas

Protegen las células solares y están compuestas de un tipo de polietileno formado por varios compuestos (etileno y acetato de vinilo) llamado plástico eva.

Estructura y marco de apoyo

Normalmente suelen ser de aluminio para asegurar tanto la ligereza como la mayor durabilidad.

Inversores

Los responsables de convertir la energía de corriente continua a corriente alterna.

El silicio se encuentra encapsulado dentro de un marco metálico duradero y cubierto con una capa de vidrio protector. Cuando este material se expone a los fotones de la luz solar, se energiza el silicio y se genera electricidad.

Además, los paneles suelen llevar un inversor de corriente continua a alterna, que es la que se consume habitualmente.

Conversión y distribución eléctrica

Pero el panel solar es sólo uno de los equipos que componen un sistema fotovoltaico, tecnología usada en la generación de energía solar en casas y empresas.

Un sistema fotovoltaico utiliza un conjunto de equipos, que llamamos kit solar. Una vez producida, la energía de las placas debe pasar a través de otro equipo importante del sistema: el inversor solar.

El papel del inversor es adaptar la energía de las placas al estándar usado por nuestra red eléctrica y equipos electrónicos. Después de ser convertida, la energía ya se puede distribuir.

• Mediante un inversor, la corriente continua se transforma en alterna, es decir, aquella que llega comúnmente a los hogares.
• Un dispositivo bidireccional que envía y recibe energía de la red eléctrica.
• Las baterías son opcionales. Útiles para usarlas cuando las placas no reciben sol pero también uno de los elementos más caros.
• Finalmente, la energía se distribuye para el autoconsumo, se almacena en baterías o se vierte a la red eléctrica.

La electricidad que producen las placas se puede conservar en baterías solares, un elemento fundamental de los sistemas de energía actualmente, debido a que permiten conservar la electricidad y asegurar un suministro continuo.

Las baterías para placas solares se han convertido en un plus habitual en instalaciones de energía aisladas y también en sistemas híbridos, con los que se procura más independencia y reducir costes energéticos.

También resultan muy útiles en viviendas unifamiliares o edificaciones ubicadas en zonas aisladas, donde el flujo eléctrico no es continuo.

Orientación, inclinación y potencia

Para que el panel solar pueda captar la mayor cantidad de luz solar posible, debe instalarse en un lugar adecuado, que suele ser el tejado de los edificios.

Otro factor relacionado con la cantidad de luz que llega al panel solar es la dirección e inclinación del tejado.

1. La dirección ideal para las instalaciones solares en todos los países del hemisferio sur, es el norte, siendo lo contrario en los países del hemisferio boreal.
2. El ángulo de inclinación ideal del tejado debe ser el mismo que la latitud donde se encuentra la propiedad, o menor.
3. Cuando es necesario, la corrección de la dirección y el ángulo del panel solar se hace a través de estructuras de apoyo.
4. Si el tejado no es adecuado, se usan estructuras de soporte para instalar el panel directamente en el suelo.

Generalmente, los paneles están orientados para aprovechar al máximo el recorrido del sol. No obstante, hay algunas instalaciones dotadas de un mecanismo que mueve la orientación de las placas para seguir al sol.

Algunos paneles están instalados sobre estructuras fijas inclinadas y otras son instalaciones con seguidor, es decir, cuentan con un motor inteligente que los va moviendo para que estén en su punto más eficiente durante todos los días del año.

La potencia máxima de un panel solar oscila entre 300 y 450 w de media en una hora de sol.

Un módulo de 2 x 1 metro –entre 60 y 72 células– proporciona aproximadamente entre 300 y 445 wp (vatios pico) por cada hora de sol.

Modelos fotovoltaicos

La mayoría de los paneles solares se fabrican con silicio cristalino, un material abundante y eficiente que puede presentarse en forma monocristalina o policristalina.

• Monocristalino: como su nombre indica, son los que están compuestos por células de un solo cristal.
• Se caracterizan porque el silicio de las células solares se corta en láminas, ofreciendo así una mayor pureza y eficacia.
• Policristalinos: fácilmente identificables por su color azulado oscuro, los paneles policristalinos se obtienen fundiendo el silicio y vertiéndolo en moldes.
• Capa fina: es el tipo de panel más empleado en las viviendas debido a su precio, a su apariencia homogénea y a su flexibilidad, que le permite adaptarse a todo tipo de superficies.

Las placas solares monocristalinas, al estar fabricados en silicio de alta pureza, les permite ofrecer los índices de eficiencia más altos que existen actualmente en el mercado, entre el 15% y el 20%.

Las placas solares policristalinas se fabrican con silicio en bruto. Su precio es más reducido que las anteriores, pero su eficiencia también es menor, rondando el 15%, aunque su potencia es similar.

Las placas solares amorfas o de capa fina utilizan materiales como el silicio amorfo, el telururo de cadmio o el galio, con propiedades fotovoltaicas. De esta forma, se consigue fabricar un panel flexible y ligero.

Su eficiencia es menor que la de las placas fotovoltaicas convencionales, entre un 7 y un 10%, su vida útil es menor y requieren mucho más espacio.

Durabilidad y mantenimiento

La duración las placas solares o su vida útil supera los 25/30 años de vida útil siempre que sean paneles de calidad y se les realice un mantenimiento y cuidado preciso.

Generalmente, la vida útil productiva de un panel solar es de 25 a 30 años. Esto no significa que tu placa solar deje de funcionar de repente al pasar ese tiempo. Lo que sucederá es que irá progresivamente disminuyendo su rendimiento pero manteniendo una producción superior al 70%.

Incluso si se expone a la intemperie en el tejado, el panel solar tiene una vida útil estándar de al menos 25 años. Todo dependerá de la calidad de los paneles.

Pérdida de eficiencia

La pérdida de eficiencia en la conversión de la luz en energía es mínima y los principales fabricantes garantizan el 80% de la generación al final de este período.

Módulo solar

Un módulo, hasta el 25º año de vida, generará al menos el 80% de la cantidad de energía que generó al principio.

Inversor fotovoltaico

El inversor fotovoltaico, que es el otro gran equipo del sistema, tiene una vida útil mínima de 15 años.

Mantenimiento

Si recibe el mantenimiento necesario, puede ser aún mayor.

A pesar de que trabajan durante largas horas todos los días, los sistemas fotovoltaicos necesitan muy poco mantenimiento.

El principal, que lo puede hacer uno mismo, es la limpieza de los módulos solares. Pero esto es sólo en caso de que estén muy sucios, lo cual no es frecuente, ya que tienen una película antiadherente que impide la acumulación de suciedad.

En el caso del polvo, el agua de lluvia se encarga de llevárselo. Sin embargo, en el caso de la contaminación o de los excrementos de aves, la limpieza es sencilla y sólo requiere un chorro de agua y una escoba de cerdas suaves.