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Ciencia Basica detrás de cómo funciona un sistema de paneles solares.
Las instalaciones de paneles solares se han vuelto bastante comunes en los últimos años, gracias a los precios reducidos.
Pero aún persiste una pregunta entre los consumidores: ¿cómo funcionan los paneles solares para proporcionar electricidad continua?
Comprender el mecanismo de funcionamiento de un sistema de paneles solares ayuda a obtener el máximo de la inversión, instalándolo en el lugar correcto, considerando las necesidades de mantenimiento y otros.
Por lo tanto, vamos a explorar cada detalle del principio de funcionamiento de los paneles solares en este artículo. Primero, comencemos por conocer los diferentes componentes presentes en un panel solar.
Componentes de un Panel Solar
- Una celda solar se compone de dos capas de silicio, cada una tratada especialmente para permitir que la electricidad fluya a través de ella.
- Un panel solar se compone de muchas células solares.
- Una matriz solar es una colección o múltiplo de paneles solares que producen electricidad juntos.
- La energía fotovoltaica (o solar fotovoltaica) ayuda a generar electricidad a partir de la energía de la luz solar utilizando células fotovoltaicas.
Ahora que entendió los componentes, profundicemos en el mecanismo de trabajo.
¿Qué son los paneles solares?
Un panel solar puede describirse como una red de cables de silicio y vidrio que convierte la luz solar en electricidad.
El componente más fundamental de los paneles solares son las células fotovoltaicas (PV). Un panel se compone de una colección de células fotovoltaicas interconectadas. Una matriz solar es una colección de paneles también conocidos como módulos.
Una celda fotovoltaica mide aproximadamente 6 pulgadas de largo por 6 pulgadas de ancho. Es cuadrado y parece una pequeña ventana reflectante. El tamaño del módulo determina la cantidad de celdas fotovoltaicas requeridas para hacer una matriz. Un módulo de 12 voltios puede tener 36 celdas conectadas a una red. Un módulo de 24 voltios puede tener casi 72 celdas.
Cada celda tiene capas de materiales semiconductores que tienen carga opuesta. El silicio es el segundo elemento más abundante en la Tierra después del oxígeno.
El material semiconductor en la tecnología eléctrica solar es el silicio cristalino. Este material se utiliza en paneles solares residenciales. Puede ser monocristalino o policristalino.
Los paneles monocristalinos están hechos de silicio monocristalino. Tienen un aspecto uniforme oscuro y bordes redondeados. Los paneles policristalinos, hechos de silicio multicristalino, tienen un aspecto moteado y bordes cuadrados.
La pureza de las celdas de silicio en un panel solar determinará su eficiencia. Las células monocristalinas son más puras y pueden producir más energía solar en menos espacio que las células policristalinas. Aunque hay muchos tipos de módulos solares disponibles, no son adecuados para la instalación en el hogar.
¿Qué es la energía solar?
Antes de pasar a los paneles solares, tratemos de entender la energía solar en breve. En pocas palabras, la energía solar es la energía recibida del Sol, que existe incluso antes de que la Tierra fuera un planeta habitable. Desde entonces, el Sol ha estado bañando la tierra con cientos de miles de teravatios de energía al día. Esta alta capacidad de energía es equivalente a casi 10000 veces la energía utilizada diariamente en el mundo.
Esto debería darle una buena idea sobre el potencial de la energía solar y cómo será la fuente de energía del futuro. Pero aún así, la mayoría de las industrias y los hogares dependen de fuentes de energía convencionales que se generan utilizando combustibles fósiles. La razón principal de esto es que convertir la energía solar en energía eléctrica requiere paneles solares, que solían ser bastante caros cuando se introdujeron por primera vez.
Pero ahora, muchos países están recurriendo a la energía solar y fomentando la producción y distribución de paneles solares. Por lo tanto, el costo total de utilizar energía solar ha disminuido mucho en los últimos años, por lo que cualquiera puede instalar un sistema de paneles solares en sus hogares para obtener "energía gratuita".
Según la Agencia Internacional de Energía, la energía solar es la fuente de energía de más rápido crecimiento en el mundo, y con razón, ya que es la fuente de energía más limpia que no daña el medio ambiente ya que no hay subproductos de la energía solar. Por lo tanto, debe invertir en un sistema de paneles solares ahora mismo. Pero antes de decidir comprar un panel solar, intentemos entender cómo funcionan los paneles solares.
¿Como funcionan los paneles solares?
La luz del sol es una fuente de energía natural que libera radiación electromagnética llamada fotones. Los paneles están diseñados para generar electricidad utilizando el efecto fotovoltaico, que es una combinación de fenómenos químicos y físicos que transforma la energía solar en energía utilizable.
En pocas palabras, cuando el módulo entra en contacto con la luz solar, las células solares absorberán fotones que se convertirán en CA que alimentará el hogar. A continuación, se muestra la explicación paso a paso de cómo funcionan los paneles solares.
Absorbiendo los fotones –
Los fotones son como partículas diminutas en la luz del sol que golpean los electrones en los átomos para crear agujeros en las células solares. Los electrones con carga negativa y el hueco con carga positiva ahora tienen suficiente espacio para moverse.
Cuando la celda solar entra en contacto con el fotón, activará cargas negativas y positivas que darán como resultado corriente eléctrica y voltaje. En las celdas de silicio, los átomos se separarán rápidamente y los electrones se unirán al flujo de corriente.
Paneles solares que generan corriente
Las células solares transformarán los fotones acumulados en CC (corriente continua). Cada celda solar contiene silicona cristalina que se intercala entre la capa conductora positiva y negativa. La capa positiva contiene espacio extra para huecos mientras que la capa negativa contiene electrones extra. El área donde se encuentran dos capas, los electrones son libres de vagar creando carga negativa en un lado y carga de posición en el otro.
Cada celda pone alrededor de medio voltio, por lo que en su mayoría se unen para formar un módulo con el fin de encender la casa. Por ejemplo, necesita 12 celdas fotovoltaicas para cargar un celular y para alimentar toda una casa necesitará varios módulos. Los paneles solares producen corrientes de manera eficiente utilizando una amplia gama de longitudes de onda convertibles.
El inversor cambia CC a CA
Para convertir la corriente CC acumulada por las células solares en CA, se conecta un inversor a los paneles solares. El inversor es el encargado de la transformación ya que la alimentación compatible con las tomas de nuestra casa es AC. La energía acumulada de un panel solar es corriente continua (CC). Cuando el inversor convierte la energía de CC a CA, se pierde una pequeña cantidad de energía durante la transformación.
Los sistemas de energía solar generalmente vienen con un microinversor conectado a cada panel o un solo inversor para todo el sistema. Cualquiera que sea la disposición, la principal responsabilidad de un inversor es transformar CC en CA.
La corriente CA está disponible –
A través del inversor, la electricidad de CA fluirá hacia un circuito externo y luego a través de la casa. Esta energía se puede utilizar para encender electrodomésticos, luces, televisores y el resto del sistema eléctrico de su hogar. En algunos casos, los paneles solares generan más energía de la que necesita su hogar. En esos casos, el resto de la electricidad puede almacenarse en un banco de baterías o venderse a una red.
Almacenar o vender la energía adicional:
La energía adicional se puede almacenar en una batería solar. O bien, puede optar por vender la energía adicional a la empresa de servicios públicos local mediante un programa de medición neta. Si no, puede invertir en una batería de almacenamiento solar. Esto proporciona acceso a la energía solar las 27 horas del día, los 7 días de la semana, incluso durante los monzones y los días nublados donde la luz solar es menor. Si la inversión inicial en la instalación no es un problema, entonces la batería de almacenamiento es la mejor opción.
Si está vendiendo, la empresa local de servicios públicos le pagará por generar electricidad en forma de créditos. Los créditos de producción de energía generalmente ayudan a reducir las facturas de electricidad. Sin embargo, no puede convertirlos en efectivo ni obtener depósitos directos en efectivo.
Algunas preguntas frecuentes
Los paneles solares responden a la luz visible. Si es lo suficientemente visible para que los paneles generen electricidad, entonces producirán luz. Cuanta más luz solar, más energía pueden generar los paneles solares.
Los paneles solares generan más electricidad durante el verano que en invierno, por lo que podría parecer que requieren temperaturas más cálidas para funcionar. Esto no es verdad. Es solo que, la luz del sol y la temperatura más cálida van de la mano. De hecho, si las temperaturas son demasiado calientes o demasiado frías, puede afectar la eficiencia de los paneles solares.
Cuando los fotones de la luz solar destruyen los componentes electrónicos de las células fotovoltaicas de silicio, los paneles solares generan electricidad de corriente continua (CC). Cada celda solar se compone de una capa positiva y una negativa, al igual que las baterías domésticas normales. Esto crea un campo eléctrico de CC, lo que significa que el flujo de electricidad en el circuito es en una dirección. Se requiere un inversor para convertir la electricidad de CC en energía utilizable, ya que la mayoría de los hogares están cableados para electricidad de CA.
La mayoría de las personas no pueden construir paneles solares. El proceso de fabricación y la tecnología son demasiado complejos.
Si bien los módulos solares necesitan luz solar para producir electricidad, su sistema aún puede suministrar energía incluso cuando está oscuro. Una batería de almacenamiento almacena el exceso de energía solar para su uso posterior. Esto le permite seguir usando energía solar incluso cuando sus paneles no producen electricidad. Todavía puede obtener energía de la red si los paneles solares de su techo no producen suficiente energía para satisfacer sus necesidades de electricidad.
Sí, aún recibirá una factura de electricidad si sus paneles solares están conectados a la red. Pero es posible que no deba dinero. Si sus paneles no producen suficiente energía o ha aumentado su uso de energía desde la instalación, es posible que aún le deba dinero a su empresa de servicios públicos. Deberá tener una batería de respaldo solar si planea depender completamente de la energía solar.
Conclusión final
Instalar un sistema de paneles solares es muy importante ya que es la alternativa de generación de energía más sostenible. Como la luz del sol es un recurso natural siempre verde, también reduce la huella de carbono.
Antes de instalar los paneles solares, es importante saber cómo funciona el sistema. Ayuda a decidir si funciona para sus requisitos o no. Además de eso, puedes instalarlos en un lugar mejor.
Hemos mencionado una descripción clara de cómo funciona el panel solar en este artículo. Espero haberte ayudado a entender el proceso.
Si aún tiene alguna consulta, escríbanos en la sección de comentarios a continuación. Les responderemos lo antes posible.