¿Cómo Funciona la Energía Solar? - Los pasos básicos explicados

Componentes del Sistema Fotovoltaico Solar

Los componentes de un sistema fotovoltaico incluyen módulos fotovoltaicos (grupos de celdas fotovoltaicas), los cuales se conocen comúnmente como paneles fotovoltaicos; una o más baterías; un regulador o controlador de carga para un sistema autónomo; un inversor para convertir energía solar de corriente continua (CC) a corriente alterna (CA) del sistema conectado a la red del servicio eléctrico; cableado; y equipo para montaje o armazón.

Un módulo fotovoltaico consta de celdas fotovoltaicas individuales, y los módulos se agrupan en una matriz. Algunas de las matrices se colocan en dispositivos de monitoreo especiales para seguir la luz solar durante todo el día y mejorar la eficiencia del sistema.

Dicho en forma sencilla, un panel solar funciona permitiendo que los fotones, o partículas de luz, liberen los electrones de los átomos, generando un flujo de electricidad. Los paneles solares realmente comprenden muchas unidades más pequeñas llamadas celdas fotovoltaicas. (Fotovoltaico simplemente significa que convierte la luz solar en electricidad.) Muchas celdas enlazadas constituyen un panel solar.

Empezamos con celdas solares

¿Qué son?

Las celdas solares son pequeños semiconductores en paneles de forma cuadrada hechos de silicio y otros materiales conductores, fabricados en capas de película delgadas. Cuando la luz solar pega en una celda solar, las reacciones químicas liberan electrones, generando corriente eléctrica. Las celdas solares también son llamadas celdas fotovoltaicas y se pueden encontrar en muchos aparatos pequeños como las calculadoras.

¿Cómo funcionan?

Podemos convertir la luz solar directamente en electricidad utilizando celdas solares. Todos los días, la luz golpea con fotones (partículas de luz solar) en los paneles solares que se encuentran en su techo. El panel solar convierte esos fotones en electrones de electricidad de corriente continua (“CC”). Los electrones salen del panel solar hacia un inversor y otros dispositivos de seguridad eléctrica. El inversor convierte esa energía “CC” (comúnmente utilizada en las baterías) en corriente alterna o energía “CA”. La corriente CA es el tipo de electricidad que su televisión, computadora y tostadora utilizan cuando se conectan al tomacorriente en la pared.

Campo eléctrico

Para funcionar, las celdas fotovoltaicas necesitan establecer un campo eléctrico. Muy similar a un campo magnético, el cual ocurre debido a los polos opuestos, un campo eléctrico ocurre cuando las cargas opuestas se separan. Para lograr este campo, los fabricantes “dopan” el silicio con otros materiales, dándole a cada rebanada del sándwich una carga eléctrica positiva o negativa.

Específicamente, siembran fósforo en la capa superior de silicio, lo cual añade electrones extra, con una carga negativa a esa capa. Mientras tanto, la capa inferior recibe una dosis de boro, lo cual resulta en menos electrones, o una carga positiva. Todo esto da como resultado un campo eléctrico en la unión entre las capas de silicio. Entonces, cuando un fotón de luz solar libera un electrón, el campo eléctrico empujará ese electrón fuera de la unión de silicio.

Un par de otros componentes de la celda convierten estos electrones en energía utilizable. Las placas metálicas conductoras en los lados de la celda recogen los electrones y los transfieren a los cables. En ese punto, los electrones pueden fluir como cualquier otra fuente de electricidad.

Existen otros tipos de tecnología para energía solar – incluyendo la energía termosolar y la energía solar concentrada – que funcionan en forma diferente a los paneles solares fotovoltaicos, pero todas aprovechan la energía de la luz solar para crear electricidad o para calentar agua o aire.

Pantallazo de cómo funciona el sistema solar

Cómo funciona la energía solar

Cómo funciona la energía solar

  1. Las celdas fotovoltaicas convierten la luz solar en electricidad de corriente continua (CC).
  2. El inversor convierte la CC en electricidad de corriente alterna (CA).
  3. El panel eléctrico envía energía a sus luminarias y aparatos.
  4. El medidor de electricidad mide la energía que usted toma y alimenta de nuevo a la red.

Instalación, Mantenimiento y Longevidad del Sistema Fotovoltaico

Podrías instalar un sistema eléctrico fotovoltaico o solar vos mismo. Pero para evitar complicaciones o lesiones, probablemente quieras contratar a un profesional de confianza con experiencia en instalación de sistemas solares. Aunque son sistemas eléctricos sofisticados, los sistemas fotovoltaicos tienen algunas piezas móviles, por lo que necesitan de algún mantenimiento.

El módulo fotovoltaico básico (un panel de celdas fotovoltaicas interconectado y cerrado) no tiene piezas móviles y puede durar más de 30 años con poco mantenimiento. Los componentes están diseñados para cumplir estrictos estándares de confiabilidad y durabilidad para así poder soportar las condiciones climáticas.

La mejor forma de garantizar y extender la vida y efectividad de su sistema fotovoltaico es con una instalación y mantenimiento adecuados. La mayoría de problemas en los sistemas fotovoltaicos ocurren debido a una instalación deficiente o descuidada.

Incorporación de los Sistemas Fotovoltaicos a Su Hogar y Negocio

En la actualidad los sistemas fotovoltaicos se pueden integrar fácilmente a los hogares tradicionales y no tradicionales, alimentando aparatos y sistemas eléctricos. Las celdas fotovoltaicas se pueden instalar como un módulo autónomo fijado a su techo o en un sistema separado, o usando materiales para techo integrados con funciones duales – como una teja regular o como una celda solar produciendo electricidad.

La práctica más común es montar los módulos en un techo o pared con orientación hacia el sur. Asimismo, los sistemas fotovoltaicos pueden integrarse a virtualmente cualquier estructura concebible para edificaciones comerciales. Encontrará sistemas fotovoltaicos en exteriores para iluminación de seguridad así como también en estructuras que sirven como cubiertas para estacionamientos y casetas de autobuses.

Requisitos de Luz Solar para Sistemas Fotovoltaicos

Para ser efectivo, un sistema fotovoltaico necesita un acceso sin obstáculos a los rayos solares durante la mayor parte o todo el día. La sombra sobre el sistema puede reducir significativamente la producción de energía.

El clima no es una de las preocupaciones principales porque los sistemas fotovoltaicos no son afectados mayormente por la temperatura del aire, y la nieve normalmente se derrite rápidamente porque los paneles están colocados directamente en la luz solar. El sol que abunda durante todo el año hace que los sistemas de energía solar sean útiles y efectivos casi en cualquier lugar en Argentina.

El Tamaño de Su Sistema Fotovoltaico Solar

El tamaño de tu sistema solar depende de varios factores tales como cuánta electricidad o agua caliente o el calor del espacio que utilizás, el tamaño de tu techo, cuánto estás dispuesto a invertir y cuánta energía querés generar. Contactá a un diseñador/instalador de sistemas para determinar qué tipo de sistema se ajusta a tus necesidades.

Otras Tecnologías Solares

  • Sistemas de concentración de energía solar concentran la energía del sol usando dispositivos reflectantes tales como canaletas o paneles de espejo para producir calor que luego se utiliza para generar electricidad.
  • Sistemas solares para calentamiento de agua, que contienen un recolector solar orientado hacia el sol y calienta agua directamente o calienta un “líquido operante” que, a su vez, se usa para calentar agua.
  • Recolectores solares transpirados, o “paredes solares”, usan energía solar para precalentar el aire de ventilación de un inmueble.

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