Paneles solares funcionamiento

Los sistemas fotovoltaicos tienen su significado en base a la palabra “Foto” = Luz y “voltaico” = electricidad. Es decir, “Luz en Electricidad”. La función principal de los panales solares es generar energía de salida producida por una cantidad determinada de paneles solares. Estos sistemas se clasifican en Interconectados, Aislados e Híbridos. Sin embargo, los sistemas fotovoltaicos más comunes son los interconectados y los Aisladosdebido a que los híbridos implican el uso de otros recursos naturales.

¿Cómo están hechos los paneles solares?

Para garantizar el óptimo funcionamiento de paneles solares, el proceso de producción es de gran importancia. La mayoría de los paneles solares son fabricados con silicio. El silicio es el segundo material más abundante en el mundo y el principal elemento que encontramos en la arena de la playa. Para hacer los paneles solares, primero se crean lingotes o bloques de silicio. Para esto, se utiliza cientos de trozos de silicio en un gran recipiente y se añade un poco de boro para dar al silicio la polaridad o carga positiva. Para después, fundir todo a más de 1,000 grados centígrados.

Una vez que se enfrían los lingotes de silicio, se cortan en finas “hojas” de 200 micras de espesor utilizando hilo de corto. Cada hoja tiene una reflectividad natural de 30% que se reduce con un texturizado químico, creando así pequeñas pirámides. Esto será de crucial importancia al momento de empezar con la captura de fotones. Para convertir las hojas de silicio a convertidores de luz solar a electricidad se inyecta fosforo en la hoja a altas temperaturas. Posteriormente, se limpia cuidadosamente la parte de atrás  y el borde. Así ya logramos obtener, dispositivo fotovoltaico. A continuación se depositan contactos de metal en la parte frontal y posterior de la célula, así permitirá que se puedan recoger los electrones generados en el silicio. Al mismo tiempo, que se coloca una capa delgada en la superficie para que reduzca la reflectividad que habíamos reducido de un 30% a 10% ahora hasta  un 1%.

Acto seguido, llegamos a la fase de ensamblaje del panel solar.  En esta etapa se unen 48, 60 o 72 celdas solares que se colocan cuidadosamente entre dos láminas transparentes de Etilvinilacetato. También se coloca un laminado posterior que se calienta para unir todo. Como resultado se obtiene una cubierta que protege las celdas solares.  Más tarde, se coloca un vidrio en la superficie frontal y los marcos de aluminio unidos por un adhesivo resistente al agua. Esto con el fin de darle: firmeza, protección y estabilidad al panel solar. ¿Cuánto peso puede soportar un panel solar? El panel solar logra soportar un peso de 1,000 kilos por metro cuadrado, que equivale a 80 ladrillos de metal de 12 ½ kg. Esta para simular vientos fuertes o golpes generados por factores externos. Por último, se añade una caja de conexión en la parte posterior, que se utiliza como una terminal para transportar la energía generada.

Los tipos de Paneles Solares: Su eficiencia, producción y costo de inversión.

Como se establece anteriormente, los paneles solares son un conjunto de celdas solares conectados unos con otros por medio de cables fotovoltaicos y fijados en estructuras de aluminio. Cada módulo fotovoltaico o panel solar estar conectados en conjunto o “arreglos” de paneles solares. Tanto el vidrio como los bordes de aluminio son materiales resistentes que permiten una vida funcional de más de 25 años. Como toda tecnología, la tecnología solar se está innovando y desarrollando continuamente. Lo que permite mejorar en el funcionamiento de paneles solares, seguridad, eficiencia y adaptarse al uso con otros recursos renovables.

Eficiencia de Paneles Solares

Para hablar de eficiencia, primero debemos de entender el flujo de radiación solar. El hecho es que del 100% de radiación que transmite el sol a la tierra, durante el trayecto se va “reflejando” o distribuyendo a diferentes elementos atmosféricos como: las nubes.

Por lo tanto, solo el 55% de la radiación solar llega a los paneles. Es decir, se pierde aproximadamente la mitad de intensidad de radiación antes de llegar a los paneles, de forma natural y es solo este 55% el que puede ser aprovechado por los paneles solares.

Dentro del funcionamiento de los paneles solares hay que tomar en cuenta la variable del “tipo”, ya que influirá en su eficiencia y costo de inversión. Los tipos de paneles que existen son, monocristalino, policristalino y amorfo. La diferencia entre ellos es la forma en como los átomos de silicio están formando la estructura cristalina. Además de la eficiencia, lo cual se define como el porcentaje de luz solar que es transformado en electricidad.  Como se muestra a continuación:

Nota: A finales del 2015, se ha registrado la producción de modulo fotovoltaicos de hasta 22.05% y en segundo lugar con eficiencia de 22.04%. Por lo tanto la eficiencia en paneles solares sigue aumentando con el pasar del tiempo. Tal vez podamos sorprendernos en un par de años más.

1. Monocristalino:Son aquellos constituidos por un único cristal de silicio, logrando una conexión homogénea de las células de silicio y un color azul obscuro.
2. Policristalino:Son aquellos compuestos por un conjunto o varios cristales de silicio y dopado con boro. A diferencia del monocristalino, al reducir sus fases de cristalización, pierde cierta pureza y la hace más económica. En su superficie se llega a notar una estructura de cristales y diferentes tonos de azul (Obscuro a Claros).
3. Amorfas:Son aquellos fabricados utilizando una fina capa de silicio amorfo (no cristalino), que es colocada sobre vidrio o plástico. Posee un color homogéneo pero no implica que tenga una conexión visible entre las células de silicio. También se caracterizan por ser las menos eficientes al igual que son las más económicas. Son más usadas en artículos electrónicos (Ej. Calculadoras) y relojes.

¿Cómo funciona un sistema fotovoltaico?

El funcionamiento de los paneles solares se puede explicar en  5 sencillos pasos:

En el caso de los Sistemas Aislados, la variante es que en lugar de almacenar la energía en la red eléctrica es en una batería y antes de conectar el inversor se conecta un controlador de carga.