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Por qué Paneles Solares Fotovoltaicos

Tienen que ver  los electrones químicos

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1.- Introducción

Ya es de nuestro conocimitneo que los paneles o módulos solares fotovoltaicos son uniones de varias celdas o células solares que tienen el poder de captar a los fotones de la luz solar, es decir a los electrones libres para transformarse en electricidad aquí en el panel.

Tenemos criterios técnicos sobre los componentes básicos y de los conceptos esenciales de un Sistema Fotovoltaico como lo podemos repasar aquí. Ahora ampliaremos nuestro conocimiento de como es que estan involucrados los electrones químicos y por qué el nombre de ‘fotovoltaico’ tomando como base su efecto origen. Veamos.

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2.- Misión de los electrones

  • Los electrones están en las nubes produciendo cargas eléctricas y las que se descargan en forma de tormentas eléctricas.

    Electrones

  • Están en nuestro sistema nervioso que usa la electricidad para transmitir mensajes de movimientos a diferentes partes de nuestro cuerpo.

  • Lo clásico, los electrones se encuentran girando en órbitas al rededor del núcleo del átomo  el cual está formado por protones y neutrones.

  • Se encuentran girando alrededor del núcleo atómico en diferentes capas u órbitas de manera similar a la que los planetas del sistema solar lo hacen alrededor del Sol.
  • Están en los Elementos Químicos de la materia que existen en el universo. Los electrones se encuentran en cada uno de estos elementos químicos clasificados en esta tabla:
  • Algunos de estos elementos químicos son conocidos como “dopantes“, éstos pueden tener o exceso de electrones o falta de electrones.
  • Otros elementos químicos son conocidos como “elementos conductores” también hay los conocidos “elementos semiconductores” que en el campo de la ´energía solar` son precisamente los llamados “conductores o semiconductores de la electricidad”.

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3.- Efecto Fotovoltaico

  • Cuando los “elementos semiconductores” bañados con los “dopantes (exitantes y estimulantes químicos)” se exponen a la Radiación Solar, los fotones contenidos en la luz transmiten su energía al conjunto de elementos que están buscando el equilibrio de los electrones.
  • En este momento se produce la corriente eléctrica al cual se le conoce como “efecto fotovoltaico”.
  • El material donde se produce este “efecto fotovoltaico” se le conoce como Célula Solar Fotovoltaica.
  • Estas células fotovoltaicas se combinan de determinadas maneras para lograr la potencia y el voltaje deseados. 
  • Al conjunto de células encapsulados y con soporte adecuado y recubrimientos de protección frente a los agentes atmosféricos es lo que se denomina Panel Solar Fotovoltaico.

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4.- Términos para nunca olvidar

  • TONC.- Temperatura de Operación Nominal de la Célula, definida como la temperatura que alcanzan las células solares cuando se somete al panel a una irradiancia de 800 W/m² con distribución espectral AM 1.5 G, la temperatura ambiente es de 20°C y la velocidad del viento de 1 m/s.
  • Radiación.- Emisión y Propagación de Energía bajo la forma de ondas o de partículas sub-atómicas.
  • Irradiancia.- Energía incidente en una superficie por unidad de superficie y a lo largo de un cierto período de tiempo. Se mide en kWh/m².
  • Watt.- Unidad de potencia eléctrica (Voltios x Amperios), (V x I).
  • Watt Pico.- Potencia que hace referencia al producto de la tensión de máxima potencia por la intensidad de máxima potencia del panel fotovoltaico.
  • Potencia Pico.- Potencia máxima que puede entregar el panel solar en las CEM (Certificado de Energía Mundial).
  • Potencia de una corriente (Watts).- Trabajo suministrado en la unidad de tiempo por una corriente eléctrica. Si esta es continua resulta:

P = Rl2 = VI

(R=> resistencia; I=> intensidad corriente; V=> diferencia de potencial)

(R=> Ohmios; I=> Amperios; V=> Voltios)

  • CEM.- Condiciones Estandar de Medida.– Condiciones de Irradiancia y de Temperatura en la célula solar, con referencia para caracterizar células, módulos o paneles, generadores fotovoltaicos y definidas:

            Irradiancia (GSTC): 1000 W/m²

Temperatura de Célula= 25 oC





 

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