Cómo funciona Componentes Electrónica y electricidad
Ingeniería Mecafenix

Como funciona un panel solar y que tipos existen

Inicio > Cómo funciona > Como funciona un panel solar y que tipos existen

A pesar de que el panel solar fue un invento que se creo en la época de 1883 por Charles Fritts, su desarrollo no se ha visto impulsado, si no hasta mucho tiempo después. Debido a que en la actualidad se empieza a optar por tomar conciencia y cuidar el medio ambiente, este tipo de componentes amigables con el entorno natural están tomando una gran relevancia. Ya que son capaces de generar electricidad a través del sol. Es decir, utilizan un tipo de energía renovable para su funcionamiento.


¿Qué es un panel solar?

Un panel solar es un transductor electrónico que fue diseñado para utilizar las radiaciones que emite el sol para generar electricidad de corriente directa. En palabras sencillas, un panel solar se encarga de absorber la radiación que sale del sol y gracias al efecto fotoeléctrico, es capaz de generar una corriente eléctrica. Cabe mencionar que estos paneles solares pueden generar electricidad incluso aun cuando el clima evita que los rayos choquen directamente con este componente.

Panel solar
Ilustración de un panel solar

Partes de un panel solar

Los paneles solares están construidos a través de diferentes capas y cada una cumple con una función especifica. Debido a que estos dispositivos electrónicos siempre se encuentran a la intemperie, es necesario proteger de forma adecuada a todos los componentes que son sensibles ante los cambios de temperatura, de clima y condiciones extremas que puede tener la naturaleza.



A continuación te explicamos las partes del panel solar.

Cubierta

Debe ser de materiales altamente resistentes para poder proteger las celdas de cambios climáticos y todo los objetos del exterior. Principalmente se hacen de vidrio templado para asegurar una máxima resistencia y absorción de los fotones.

Capa encapsulante

Estas capas por lo regular están construidas por un material EVA (Etil vinilo acetileno) y se utilizan para proteger a las celdas de la humedad, del polvo, de una degradación debido a los rayos ultravioletas, como aislante térmico, etc. También sirve para que una vez que la celda absorba a los fotones, esta no los deje escapar hacia el exterior.

Celdas fotovoltaicas

Estos son los componentes, principales ya que estos son los que captan la radiación solar y la convierten a energía eléctrica. Cabe mencionar que un panel solar esta compuesto por varias celdas solares, pero dependiendo del tamaño y de las características de consumo, puede tener mas o menos celdas. Normalmente los paneles mas comunes tienen entre 60 y 72 celdas, mientras que los mas pequeños están compuestos por alrededor de 40.

Como ya se menciono antes una de las características que indica cuantas celdas debe tener un sistema, es la cantidad de consumo eléctrico. Ya que cada celda es capaz de generar al rededor de 0.5 volts en condiciones optimas, o mejor dicho en un día donde haya mucho sol. «Ojo con mucho sol, nos referimos al tiempo y no a que haya mucho calor, es decir que entre mayor tiempo de sol mayor tiempo de generación».



Placa base o marco

Prácticamente es la parte que se encarga de sostener todas las partes del panel solar. Este marco regularmente esta hecho de aluminio anodizado para que pueda resistir la corrosión y soportar las condiciones climáticas tan cambiantes.

Sistema eléctrico

Es importante recalcar que un panel solar solo cuenta con un cable positivo y uno negativo. Por lo que por si solo no es capaz de alimentar el consumo de un hogar, si no que requiere de un sistema que lo ayude a cumplir con la demanda. Normalmente hace falta algún acumulador o batería de celdas secundarias que guarden la energía que no se ocupa en el momento. También es importante colocar un dispositivo que nos ayude a convertir la corriente directa a corriente alterna, y algunos otros aditamentos que pueden ser útiles como un regulador de carga.

Partes de una celda solar
Los paneles solares están conformados por muchas celdas fotovoltaicas

¿Cómo funciona un panel solar?

Para comprender el funcionamiento de un panel solar primero debemos que: cada celda fotovoltaica esta compuesta de una forma que se asemeja mucho a la de cualquier tipo de diodo. Es decir, por dos materiales semiconductores (un N y un P). También es importante saber que la luz solar o comúnmente conocidos como rayos de sol están conformados por fotones.

Los fotones son una de las partículas mas importantes de nuestras vidas, ya que estas se encargan de transportar el fenómeno electromagnético en forma de radiación. Y gracias a esta radiación electromagnética podemos tener los rayos X, rayos gamma, las microondas, ondas de radio, luz ultravioleta, luz infrarroja y la luz visible. Es importante recalcar que los fotones son capaces de transportar diferentes tipos de radiaciones, pero los paneles solares la única que aprovechan es la ultima, es decir la luz visible o luz solar.



Dicho lo anterior ahora sí podemos saber con mayor facilidad el funcionamiento de los paneles solares.

Gracias a que las celdas fotovoltaicas están construidas por dos materiales semiconductores diferentes y cada uno tiene distintas características. Podemos decir que, cuando las celdas están en reposo o no les da ningún tipo luz los materiales N y P se encuentran en control para que no generen ningún tipo de corriente eléctrica. Pero cuando los fotones de luz llegan a un panel solar y chocan contra las celdas fotovoltaicas hacen que los electrones comiencen a moverse con mayor intensidad y logren saltar de un material al otro, por lo que comienza a generarse un flujo de electrones que se traduce en electricidad.

Función panel solar
El material N esta cargado de electrones y el P de huecos, cuando chocan los fotones lo electrones fluyen hacia los huecos y después salen de la celda

Tipos de paneles solares

Debido a que los paneles solares apenas comienzan a ser utilizados en la vida cotidiana, no existe mucho desarrollo. Por lo tanto los tipos depende de las celdas fotovoltaicas que tenga. Cabe mencionar que solo existen tres tipos diferentes;

  • Monocristalinos: Se caracterizan por ser los mas eficientes del mercado, pero también los mas costosos. En cuanto a la forma de las celdas, las podemos identificar porque son negras con las esquinas redondeadas.
  • Policristalinos: Se puede decir que son menos eficientes que los monocristalinos, pero más báratros. Para crear este tipo de celdas primero se funde el material y después se moldea en bloques para que puedan ser cortados en formas de laminas delgadas. Es decir que estos se pueden identificar por que son perfectamente rectangulares y también porque suelen tener un color azulado.
  • Amorfos: También se les conoce como «de capa fina o capa delgada«. Prácticamente son los que menos eficiencia aportan, pero como ventaja es que son mas baratos y más flexibles que los otros.
Tipos de paneles solares
Tipos de paneles solares

En resumen podemos decir que los panales solares son un tecnología que esta crecimiento y esta siendo adoptada de una buena manera. Ya que nos ofrece algunas ventajas como ahorros en costos de electricidad y seguir utilizando nuestros dispositivos electrónicos utilizando energías limpias y sostenibles que son amigables con el ambiente. También es cierto que como es una tecnología que apenas se empiezan a utilizar, sus rendimientos son apenas de entre el 20% y 25% de eficiencia, por lo que se necesita mas investigación y desarrollo para los paneles solares.

Artículos recomendados para ti


Si te gusto nuestro post no dudes en visitar nuestro otros artículos donde te explicamos los temas de una manera fácil y sencilla de entender



Tus comentarios son importantes, nos interesa escucharte