Publicado:
Sep 21, 2021

¿Cómo funciona un panel solar?

Por
Equipo editorial Rudolf
Tiempo de lectura:
9 min.
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Introducción

La ciencia lo advirtió: el planeta se está calentando de una manera nunca antes vista en los últimos años, según informes de la Organización de las Naciones Unidas (ONU). 

El ser humano escuchó y entendió la alerta, lo que le ha permitido desarrollar alternativas a la energía de combustibles fósiles, responsables del 66% de las emisiones de gases de efecto invernadero, causantes directos del calentamiento global. 

Una de las alternativas más usadas y desarrolladas en la actualidad es la energía solar, y su uso a través de paneles solares. Su potencial es claro: solo 40 minutos de rayos solares sobre la superficie bastarían para generar el equivalente energético a un año de energía producida por combustibles fósiles. 

En este artículo te explicaremos todo lo relacionado al funcionamiento de los paneles solares y cómo los negocios pueden mejorar su rentabilidad implementando correctamente esta energía renovable.

¿Qué es un panel solar?

Un panel solar es una estructura que está formada por celdas solares, capaces de captar la energía solar y convertirla en energía eléctrica, utilizando un material semiconductor, como el silicio. 

El principio detrás del funcionamiento de una celda solar se conoce como efecto fotovoltaico, por el cual la energía de los fotones que componen la luz solar es transferida a los  electrones, partículas de carga negativa que se hallan dentro del semiconductor, dejando ¨”huecos” en la capa de valencia de los átomos del material, lo que finalmente produce corriente eléctrica.

Las celdas solares son pequeñas y por sí solas no generan suficiente energía. Para poder aumentar su capacidad se conectan unas con otras, formando así los módulos solares. Estos pueden conectarse para aumentar su capacidad y adaptarse a los  requerimientos energéticos del lugar en el que se instalen. 

El factor más importante es la ubicación del sistema de paneles solares pues su eficiencia varía dependiendo de la radiación de luz solar que reciba, su intensidad y longitud de onda. Esto último se debe a que los materiales semiconductores tienen un rango de longitudes donde son más efectivos. 

A mayor  eficiencia mayor es el  aprovechamiento de la energía solar  y, por lo tanto, un menor uso del sistema eléctrico tradicional. Este es precisamente el área de especialidad de Rudolf, proveedores de una gestión energética activa que se adapta a los requerimientos de cualquier negocio.

¿Cómo funciona un panel solar?

Un panel solar funciona bajo el siguiente esquema:

Los fotones liberan a los electrones

La luz solar está compuesta por partículas llamadas fotones. Al llegar estas a la celda solar lo hacen con una energía tal que empujan a los electrones de los átomos que forman el material semiconductor. Estos electrones, ahora libres, empiezan entonces a moverse, pero para ello necesitan algo más que los impulse. ¿Qué?

El campo eléctrico: fuente impulsora

Para que los electrones se muevan, debe formarse un campo eléctrico en la celda. Por ello esta se construye con dos capas de material semiconductor, donde una tiene carga negativa, y la otra cargas positivas. Esta diferencia de cargas genera el campo eléctrico que permite el movimiento de los electrones una vez libres.

El paso final: de corriente directa (DC) a corriente alterna (AC) usando un inversor solar

La corriente que se genera en el panel solar es del tipo directa, mientras que las redes eléctricas funcionan con corriente alterna. Es por ello que se necesita un inversor que permita convertir la corriente directa en alterna para su aprovechamiento en los hogares o empresas donde se instalen sistemas de paneles solares.

Resulta importante entender también que la eficiencia  de los paneles solares dependerá también del tipo de silicio implementado. Aquí se presenta una descripción de cada uno.

Tipos de paneles solares

  • Monocristalino: está hecho de un único cristal de silicio puro. Esto lo hace el tipo de panel más eficiente en cuanto a espacio y también el más duradero. Debido a la pureza del material, posee un alto costo. 
  • Policristalino: está hecho de diversos cristales de silicio que son fundidos y luego combinados en un molde cuadrado. Su ventaja es el bajo costo, pero sacrifica la eficiencia energética debido a que tiene menos pureza.
  • Capa fina: no requiere de una estructura de soporte. Son ligeros, finos y flexibles, de forma que su instalación es sencilla. Se fabrican con telururo de cadmio (CdTe), silicio amorfo (a-Si) o aleaciones de cobre, indio, galio y selenio (CIGS).
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¿Por qué es tan importante implementarlo?

Son muchas las ventajas de implementar un sistema de paneles solares a nivel comercial, entre las que destacan:

  • Se reducen los costos de operación  pues implementar  un sistema de paneles solares permite  la generación de electricidad de forma independiente. Esto hace que las cuentas por gastos de energía eléctrica sean menores. 
  • Decrece la dependencia de los combustibles fósiles como fuente primaria de energía, lo cual permite contribuir con las metas del Acuerdo de París para lograr emisiones cero.
  • Elevado retorno por inversión, actualmente existen políticas públicas que incentivan el uso de energías renovables. Esto permite balancear o disminuir los costos generados por instalación.
  • Costo de energía predecible, ya que una vez instalados los paneles solares, no se requiere comprar ninguna materia prima para su operación, como es el caso de otras tecnologías de generación de energía que requieren la compra de combustibles fósiles para operar. 
  • Tienen  bajo costo de mantenimiento, una vez instalados los paneles solares el costo de mantenimiento es mínimo, representando menos del 1% anual del valor del sistema. Esta es una característica única de este tipo de sistemas.
  • Tienen una vida útil promedio de 25 años, siempre que se sigan los protocolos de mantenimiento adecuados.

El cambio climático es un hecho, sí, pero la energía solar como una de las energías renovables más eficientes y mejor posicionadas para contrarrestarlo también lo es. Lo reflejan los estudios sobre el costo nivelado de la energía: hoy día los paneles solares son igual de competitivos que otras tecnologías energéticas, lo cual no sucedía hace 10 años.

La energía solar jamás había estado tan presente y es momento de que el mundo comercial, grande o pequeño, se adapte y aproveche al máximo sus ventajas y Rudolf es el gran aliado para conseguirlo.  ¡Entra ya en rudolf.energy para una asesoría sobre paneles solares!

Conclusión

Bibliografía

Equipo editorial Rudolf

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