Que Hace El Panel Solar?
Transformación de la radiación solar
Los paneles solares son los dispositivos que permiten captar la energía que proviene de la radiación solar y transformarla en electricidad que pueda aprovecharse.
Los paneles solares son módulos fotovoltaicos individuales que captan la energía que proporciona el sol convirtiéndola en electricidad.
La energía fotovoltaica es la transformación de la energía solar en electricidad.
Un panel solar es un dispositivo que aprovecha la energía del sol para generar calor o electricidad.
- Los colectores solares producen agua caliente, generalmente de uso doméstico, utilizando la energía solar térmica.
- Los paneles fotovoltaicos generan electricidad a partir de la radiación solar que incide sobre las células fotovoltaicas del panel.
- La electricidad puede ser utilizada para alimentar hogares, negocios y algunos dispositivos electrónicos.
- Los paneles solares fotovoltaicos son los que generan electricidad utilizando la energía solar fotovoltaica.
- Los colectores solares utilizan la energía solar de manera térmica, para producir agua caliente doméstica.
La fotovoltaica es una fuente de energía que ha ido adquiriendo más y más importancia con el paso de los años. Antes de los 70 su uso era meramente aeroespacial, pero a partir de ese momento, bajó a la tierra. Es modular, es decir, su eficiencia no depende de su tamaño, por lo que es escalable y se puede ubicar en el hogar.
Células fotovoltaicas y silicio
Las celdas solares son los mecanismos que convierten la energía solar en energía eléctrica, mediante el efecto fotovoltaico. El conjunto de celdas solares fotovoltaicas conectadas como un circuito componen una placa o panel solar.
Los paneles solares fotovoltaicos constan de multitud de celdas, llamadas células fotovoltaicas, que convierten la radiación solar en electricidad.
- La celda fotovoltaica, al ser expuesta a la radiación solar, se excita y crea electricidad.
- Una sola celda solar no genera mucha energía, por lo que se agrupan varias formando un panel solar que, sí permite producir una cantidad considerable de electricidad.
- La luz solar recibida separa los electrones de modo que forman una capa de carga positiva y una de carga negativa en la célula solar.
- Esta diferencia de potencial genera una corriente eléctrica.
- 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.
El silicio es el material que se usa para el desarrollo de todos los tipos de células. Se trata de un material semiconductor que es químicamente estable y duradero, lo que hace que sea resistente a la degradación ante factores como la humedad y la radiación solar.
Precisamente ese es el material fundamental que absorbe la luz del sol y a través del cual esa luz se transforma en electricidad. Es un semiconductor con unas características muy buenas para fabricar células solares y muy abundante en la tierra, además de barato.
Proceso de generación eléctrica
Para saber cómo funcionan las placas solares fotovoltaicas hay que tener en cuenta que las células fotovoltaicas de los paneles son las que tienen la capacidad de generar electricidad a partir del impacto de la radiación solar.
- Panel negativo
- Primero, el panel negativo, formado por silicio y fósforo, se expone al sol.
- Fotones
- Los fotones, la partícula elemental que compone la luz, impactan sobre la superficie, contra el silicio concretamente.
- Electrones
- Cuando se produce el impacto, se liberan electrones y el campo eléctrico los envía hacia el panel positivo, formado por silicio y boro.
- Corriente eléctrica
- Esto hace que los electrones se conviertan en energía eléctrica.
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. De esta forma se crean dos partes, una de carga negativa, y otra de carga positiva. Al exponerse al sol, los fotones, energía lumínica, mueven los electrones, energía eléctrica, y se produce una corriente continua.
Los paneles solares se componen de células fotovoltaicas, que convierten la luz solar en electricidad de corriente continua durante las horas del día.
Corriente continua y corriente alterna
Así pues, ya tenemos energía. De todas formas, esta energía es de corriente continua y en nuestras casas utilizamos corriente alterna.
- La instalación de paneles solares cuenta también con un elemento imprescindible que es el inversor, capaz de transformar la corriente para que podamos utilizar esa energía.
- Mediante un inversor, la corriente continua se transforma en alterna, es decir, aquella que llega comúnmente a los hogares.
- El inversor convierte la energía continua generada por los paneles o suministrada por la batería en energía alterna para el equipamiento del hogar.
- De ahí pasa a un centro de carga que la distribuye por los aparatos electrónicos.
- Los reguladores fotovoltaicos controlan constantemente el estado de la carga de las baterías.
La batería almacena los excedentes de generación para su utilización en horas sin sol.
Las baterías son opcionales. Útiles para usarlas cuando las placas no reciben sol pero también uno de los elementos más caros.
En la mayoría de los hogares no es necesario instalar ningún contador extra. Con el contador telegestionado es suficiente, porque son bidireccionales: pueden medir la energía demandada a la red y la energía vertida a la red.
Estructura y componentes
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.
- Los paneles solares están formados por la unión, mediante conductores metálicos, de celdas o células fotovoltaicas.
- Las 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.
- Este material es un gran aislante térmico al tiempo que permite pasar los rayos solares hasta las células fotovoltaicas.
- La estructura y marco de apoyo normalmente suelen ser de aluminio para asegurar tanto la ligereza como la mayor durabilidad.
- El marco se une a la estructura que determina la inclinación o la orientación del panel.
Además de las células fotovoltaicas, las placas solares tienen otros componentes secundarios que conforman la totalidad del panel. Entre ellos hay que destacar las capas protectoras, tanto la delantera como la trasera, el marco de aluminio que tiene como tarea principal ensamblar y proteger todos los elementos. Por último, los conectores sirven para conectar los paneles solares al resto de la instalación fotovoltaica.
Orientación y potencia
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.
- Otras son instalaciones con seguidor.
- Cuentan con un motor inteligente que los va moviendo para que estén en su punto más eficiente durante todos los días del año.
- Los rastreadores solares para seguir al sol más económicos y eficientes son algunas de las soluciones en marcha.
Respecto a la potencia que pueden generar los paneles fotovoltaicos de tamaño estándar, se calcula que 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.
La potencia máxima de un panel solar oscila entre 300 y 450 W de media en una hora de sol.
Por otra parte, la potencia es la capacidad que tiene el panel para generar energía fotovoltaica y se expresa en vatios pico (Wp).
Otra variante a tener en cuenta es la dimensión de las placas fotovoltaicas, que pueden ser de 60 celdas, sobre todo en los hogares, o 72, para uso industrial.
Tipos de paneles
- Monocristalinos: seguro que los reconoces fácilmente por su color negro. Son un 15-25 % más eficientes que otros modelos y pueden durar hasta 25 años.
- Policristalinos: tienen un color azulado oscuro y se fabrican con silicio metalúrgico. Son más baratos pero también menos eficaces.
- Amorfos: en estos paneles solares no se unen varias células individuales, sino que se trata de una sola lámina cortada a medida a la que se fijan materiales como silicio, teluro de cadmio, cobre, galio o selenio.
Como su fabricación es más sencilla, su precio también es menor. Pueden adaptarse a todo tipo de superficies y cada vez se usan más en las casas.
Los paneles monocristalinos se caracterizan porque el silicio de las células solares se corta en láminas, ofreciendo así una mayor pureza y eficacia.
Fácilmente identificables por su color azulado oscuro, los paneles policristalinos se obtienen fundiendo el silicio y vertiéndolo en moldes. Su precio es menor aunque también lo es su eficacia.
La 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. Son también los menos eficaces aunque su rendimiento no suele verse tan afectado ni por las altas temperaturas ni por las sombras.
Uso y mantenimiento
Los paneles solares funcionan siempre que reciben radiación, aunque haya nubes. Lógicamente, a mayor cantidad de radiación, mayor generación de electricidad.
La gran resistencia y durabilidad son dos de las características de los paneles solares. Con todo, siempre es necesario un mantenimiento adecuado.
- Lo mejor es optar por agua y una pequeña cantidad de jabón.
- No se recomiendan detergentes o materiales de limpieza muy agresivos, ya que podrían perjudicar la superficie del panel.
- También utilizaremos una esponja suave y mojaremos previamente la suciedad para que no cueste tanto retirarla.
- El último paso consiste en aclarar con agua para eliminar restos de jabón.
- Evita limpiar el panel solar los días de viento, porque arrastra el polvo hasta la superficie y es más complicado.
- El lavado a presión no es aconsejable, ya que daña gravemente el panel.
Solo es necesario limpiar el panel solar 3 o 4 veces al año, excepto si vives en un lugar con mucho polvo.
Y, sobre todo, recuerda que la seguridad es lo más importante. Estarás a cierta altura mientras limpias, así que ve con cuidado.
