Ventajas de los paneles fotovoltaicos
Diferencia con los “paneles térmicos”
1. Introducción
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.
2. Definiciones y conceptos generales
Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. Algunos también lo conocen como “plancha fotovoltaica” o “placa fotovoltaica”, dependiendo de la región y la costumbre en llamar las cosas.
El sol
Como elemento indispensable para la vida en la Tierra, proyecta cada año sobre nuestro planeta 4.000 veces más energía de la que consumimos.
A pesar de que brilla en el firmamento desde hace más de 4.500 millones de años, se calcula que el Sol todavía no ha alcanzado el ecuador de su existencia, por lo que atesora un enorme potencial energético.
El aprovechamiento de la radiación solar puede realizarse, básicamente, a través de dos procedimientos: utilizándola como fuente de calor (energía solar térmica) y usándola para generar electricidad (energía solar fotovoltaica).
3. Panel solar térmico
Utilizados para calentar el agua, sea doméstica en la casa o de las propias piscinas, generalmente. El elemento crucial en estos colectores son los tubos de cobre, en donde los rayos de sol, al chocar con el panel, hacen que la energía se deposite hasta incrementar la temperatura del agua circulante por dichos tubos. Los colectores de placa plana son sofisticados invernaderos que atrapan y emplean el calor del sol para aumentar la temperatura del agua hasta alrededor de los 70 °C.
Estos colectores consisten en una caja herméticamente cerrada con una cubierta de vidrio más otro material transparente.
En su interior se ubica una placa de absorción, la cual está en contacto con unos tubos por los que circula un líquido que transporta el calor.
Existe un número de diferentes configuraciones de los tubos internos en los colectores de placa plana.
Los colectores tradicionales, como los de serpentina o los de tubos paralelos, consisten en varios tubos de cobre orientados en forma vertical con respecto al colector y en contacto con una placa de color oscuro. Generalmente, esta placa es metálica, aunque en algunos casos puede ser de plástico o algún otro material.
La placa de absorción está aislada de la pared exterior con material aislante para evitar pérdidas de calor.
Colectores de tubo de vacío
Tipos de colectores solares más eficientes y más costosos. Estos colectores se aprovechan al máximo en aplicaciones que requieren temperaturas moderadas, entre 50 °C y 95 °C, o en climas gélidos.
Los colectores de tubo de vacío poseen un succionado para capturar la radiación del sol que está sellado al vacío dentro de un tubo. Las pérdidas térmicas de estos sistemas son muy bajas, incluso en climas gélidos.
4. Misión de los electrones
Los electrones flotan en regiones difusas, produciendo cargas eléctricas y las que se descargan en forma de tormentas eléctricas.
En nuestro cuerpo humano. 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 alrededor 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”, estos pueden tener un 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”.
5. Efecto fotovoltaico
- Cuando los «elementos semiconductores» tratados con «dopantes (excitantes y estimulantes químicos)» están expuestos a la luz solar, los fotones de la luz transfieren su energía a estos elementos, que intentan equilibrar sus electrones.
- En este momento se produce la corriente eléctrica, la cual se 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 encapsuladas y con soporte adecuado y recubrimientos de protección frente a los agentes atmosféricos, son lo que se denomina Panel Solar Fotovoltaico.
6. Términos en uso
- 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, — a la temperatura ambiente es de 20 °C y a la velocidad del viento de 1 m/s.
- Radiación.— Emisión y propagación de energía bajo la forma de ondas o de partículas subatómicas.
- 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 la continua consecuencia.
P = Rl2 = VI
(R ≥ resistencia; I → intensidad de corriente; V ⇾ diferencia de potencial)
(R → Ohmios; I ⇾ Amperios; V⇾ Voltios)
- CEM.— Condiciones Estándar de Medida.— Son las condiciones de luz y temperatura en la célula solar que se utilizan como referencia para evaluar células, módulos o paneles, y generadores fotovoltaicos.
Irradiancia (GSTC): 1000 W/m²
Temperatura de célula = 25 °C.
7. Conclusión
La elección de paneles solares fotovoltaicos no solo es una inversión económica a largo plazo, sino también un compromiso con el medioambiente y la sostenibilidad. Al aprovechar los recursos naturales de manera eficiente, los paneles solares ofrecen una solución energética limpia, renovable y cada vez más accesible.
8. Recomendaciones
- Lleva a cabo un estudio de viabilidad antes de instalar los paneles solares para determinar la cantidad de energía que necesitas y la mejor ubicación.
- Consulta con profesionales para obtener asesoría sobre los mejores modelos de paneles solares según tus necesidades y presupuesto.
