Todo sobre Paneles Solares, ¿Qué es?, Tipos, Funcionamiento, etc.




Paneles Solares

Cada energía renovable tiene una maquinaria distinta para poder obtener el mayor provecho posible para varios fines. La energía solar es uno de los primeros tipos de energía que el hombre pudo conocer, ya que es ofrecida por la radiación del Sol. Este libera mucha energía e ingresa en nuestra atmosfera la cantidad suficiente para proporcionar la vida y muchos beneficios más, entre ellos la energía eléctrica gracias a los Panel Solares. Seguidamente te daremos a conocer más sobre ellos.

 

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¿Qué es un Panel Solar?




También conocido como Módulo Solar, es un dispositivo con la función única de aprovechar el calor de la radiación del sol para transformarla en energía. Como se menciona anteriormente, gracias a la radiación de energía que emana el Sol, que no solo permite esto sino el desarrollo de la vida en el planeta, la formación de las nubes o los cambios climáticos en todo el planeta.

El sol es una estrella que se encuentra a 149,6 millones km de distancia aproximadamente y a su vez libera energía suficiente para ser varias funciones vitales en nuestro planeta, está compuesta por hidrógeno y pasa por un proceso en el cual produce helio y genera un estallido de energía causada por estar bajo la presión de la intensa gravedad que tiene y así genera, en todo su espacio, una reacción continua nuclear de fusión.




Este proceso se crea desde el núcleo más profundo de esta estrella y con tanta presión busca la manera de un desahogo en su superficie, expulsando enormes cantidades de energía la cual mueve a lo largo del espacio exterior por miles de millones de años. La Tierra es el tercer planeta más cercano al sol y a diferencia de los otros dos, tenemos una atmósfera de varias capas que filtra la mayor parte de la radiación solar que es nociva.




Aun así ingresa en las longitudes de ondas solares suficientes a la luz que el ojo humano puede captar y la infrarroja, dando como resultado el calor necesario para la vida en genera en el planeta. Se ha podido conocer varias maneras de aprovechar la energía que proviene del sol y se siguen haciendo estudios para mejorar las que ya se conocen e implementar hasta otras opciones más avanzadas. Entra estas ideas se encuentra los Placas Solares.

Electricidad a partir de la Energía Solar

Este es el momento en que los estudios consiguen tener una forma física que pueda permitir traspasar ese conocimiento a lo material, es decir, crear una máquina que sea capaz de absorber la radiación solar para que el hombre pueda darle otro uso, que vendría siendo la electricidad a partir de tipo de energía renovable.

Para lograr este objetivo se necesitan varias células fotoeléctricas para que puedan formar un circuito y se instalen en un dispositivo electrónico que al tener contacto directo con la luz solar transforme esta energía en energía eléctrica para usarla en nuestra cotidianidad, este proceso se conoce como Efecto Fotoeléctrico. Otra utilidad es que puede dar energía a los calentadores de agua sanitaria.

Específicamente el proceso se da cuando la luz y/o calor del sol hace el impacto en toda la superficie del panel en forma de fotones y el choque entre ambas crea electrones que se esparcen rápidamente por el sistema de las células fotoeléctricas y estas lo absorben para así generar una corriente de electricidad. La cual se almacena para luego hacer uso de la misma.

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En la actualidad se busca innovar esta tecnología con el uso de unas celdas fotovoltaicas que tenga doble cara y estas permitirían duplicar al tener una la absorción de la luz más precisa con el resultado de mayor eficiente y porcentaje de energía para utilizar, se conocen como Paneles Solares Fotovoltaicos. Aunque por el momento no todas las empresas cuentan con la capacidad de obtenerlas por los altos costos.

Tipos de Paneles Solares

  • Paneles Fotovoltaicos

Es el tipo de panel solar que más se ha comercializado, su uso puede ser tanto en grandes empresas como en los tejados de casas. Como se explicó anteriormente, los paneles solares están hechos de un sistema de células fotoeléctricas que generan la energía eléctrica con la suficiente fuerza para dar energía a todo un hogar o comercio. Ver Esfera Solar

  • Colectores o Paneles Solares

Se usan en instalaciones específicas de energía solar térmica. Funcionan al elevar la temperatura de un fluido que se comienza a mover en el interior de la máquina mediante el calor que genera la radiación del sol creando una corriente eléctrica que almacena y se moviliza para ser usada, mayormente para calentar agua.

¿Cómo se hace un Panel Solar Fotovoltaico?

Entre las características de los paneles solares tenemos varias siendo una de las principales los materiales  con los que se hacen las células solares entre las cuales tenemos  el silicio cristalino, que se pueden usar para otras cosas como por ejemplo en la industria del micro-electrónica, o el arseniuro de galio, que su uso es específicamente para fotovoltaicos. El silicio es menos costoso pero su porcentaje de producción es menor si se compara con el arseniuro que es más eficiente.

Existen tres tipos de células de silicio que se pueden usar para hacer un panel solar:

  • Las células de silicio mono-cristalino. Están compuestas por un solo tipo de cristal y se puede identificar fácilmente ya que su color es un azul oscuro.
  • Las células de silicio poli-cristalino. Están formadas por varios tipos de cristales y esto las pone en desventaja ya que su rendimiento puede ser inferior.
  • Las células de silicio amorfo. La eficiente de este tipo de células basta para un reloj o calculadora solar, al ser menor es más barata.

Se recomienda instalarlos en lugares abiertos y aislados para tener mayor iluminación. Se procede a cortar el cristal en pequeños discos para luego pulirlo evitando la posibilidad de cortes, en los discos se colocan unos dopantes y los controles metálicos, que son un conector que va en la superficie y otro en el lado contrario, ambos de pequeños tamaños.

Este sistema se llama serie-paralelo y permite determinar la cantidad de voltaje total que absorben las conexiones eléctricas de la luz infrarroja y del calor del sol para transformarlo en energía eléctrica, que se almacena en una caja que debe estar protegida con un conductor térmico que tiene la función de reducir el calor para mantener la eficiente de las celdas.

Entonces, los pequeños discos de cristal pasarían a ser las células fotoeléctricas hechas con detenimiento y cuidado de que no tengan daños como un posible sobrecalentamiento, entre otras cosas. Deben tener estar cementadas sobre un sustrato ya sean para usarse en un panel rígido o un panel flexible.

Cuando esté listo para usar el panel solar, se necesitan hacer las estructuras para anclarlos. El material para hacerlos es aluminio que tenga una tornillería que sea de acero inoxidable para asegurar la ligereza del aparato y que tenga una considerable durabilidad en el tiempo. Entre otros de los materiales está el carril de fijación, tornillos de anclaje y pinza zeta para poder fijar el módulo.

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¿Cómo funciona un Panel Solar?

Para que este sistema funcione, hace falta el efecto fotovoltaico que se produce cuando en los materiales semiconductores incide directamente la radiación del sol y por el proceso ya explicado se puede producir la energía eléctrica. Las células fotovoltaicas tienen la opción de combinarse de variadas formas para generar el máximo voltaje posible y mientras más paneles se posean, más energía se tendrá para poder consumir. Ver cómo se produce la energía solar

Al momento del contacto con la luz solar, esta se esparce rápidamente sus electrones en los materiales semiconductores que al absorber suficiente energía fragmentan la barrera de potencial máximo de la unión P-N y se movilizan al circuito exterior. Aun así el panel solar sea de un tamaño pequeño puedo producir la misma cantidad de energía que uno de mayor tamaño.

¿Cómo se puede usar la Energía Eléctrica de un Panel Solar?

  • Aplicaciones autónomas

Son aquellas en que la energía que proporcional los paneles solares no están conectados a ninguna red y se distribuye en el mismo lugar en donde se obtiene la energía eléctrica. Entre estas están los autoabastecimientos de hogares unifamiliares o zonas rurales, en instalaciones espaciales que producen esta energía para satélites o estaciones en órbita, pata el alumbrado público, etc.

  • Aplicaciones en red

Vendrían siendo la energía eléctrica que se produce para ser vendida a gestores a lo largo del país que son los que se encargan de transportar esta energía a grandes instalaciones de placas solares. Por ejemplo para surtir comunidades, huertos solares o para edificios fotovoltaicos. Esto lo pueden aplicar países que ya tengan grandes instalaciones para el aprovechamiento de la energía solar.




Entre los años 2001 y 2012 hubo un crecimiento importante de la producción de energía por este medio, que cada año se dobla el porcentaje. De continuar aumentando a este ritmo para el presente año el consumo de energía fotovoltaica podría cubrir hasta un 10% siendo una producción aproximada de 2.200 TWh y podría suplantar los tradicionales medios de obtención de energía eléctrica.

Ventajas de los Paneles Solares

La primera ventaja y la más importante es que son un tipo de energía renovable e inagotable ya que proviene de la luz del sol la cual no tiene riesgo de desaparecer al menos por unos largos millones de años. Es un tipo de producción de energía limpia porque para hacer un panel solar no necesitan de algún proceso químico o combustión, por lo tanto, no emiten gases tóxicos que contribuyan con el actual problema del calentamiento global.

Mientras más se use este tipo de energía menor será el problema de almacenamiento de residuos porque los paneles solares no producen residuos tóxico a diferencia de los combustibles fósiles o la energía nuclear que pueden crear en grandes cantidades y tardan muchos años en desintegrarse o desaparecer, contaminando la tierra, el agua y el aire.

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Terminarían con los desastres naturales creados por el hombre a causa de los derrames accidentales de petróleo (Energía no renovable) que destrozan los ecosistemas marinos y el mar en general o los descuidos en centrales nucleares con resultados catastróficos como lo fue la bomba nuclear que impacto Fukushima o la radiación que acabó con el pueblo de Chernobyl.

Contribuyen a la autosuficiencia, es decir, las zonas rurales o menos favorecidas pueden obtener electricidad o agua sanitaria caliente gracias a los paneles solares. Además si se instalan a gran escala la producción sería mayor como para surtir una cuidad completa sin peligro de quedarse sin luz ya que esta se puede almacenar para usarla durante la noche.