¿Cómo funcionan las placas solares?

Las placas solares son esenciales hoy en día gracias a su capacidad para generar energía sostenible y renovable. Aprovechando la energía del sol, reducen la dependencia de los combustibles fósiles, disminuyen las emisiones de carbono y contribuyen a revertir el cambio climático. Además, las placas solares ofrecen la posibilidad de generar electricidad de manera descentralizada, lo que permite a las personas producir su propia energía de forma independiente y reducir los costos a largo plazo. Desempeñan un papel fundamental en la transición hacia la energía más limpia y en la construcción de un futuro sostenible.

Los componentes más importantes dentro del funcionamiento de las placas solares son:

• Paneles solares:
  Están formados por una combinación de conductores metálicos y células fotovoltaicas, es decir, dispositivos capaces de crear electricidad mediante la influencia de la radiación solar.
• Capas recubiertas:
  Su utilidad recae en proteger la célula solar y se crea mediante un tipo de polietileno formado por plástico EVA y otros compuestos. Sirve como el perfecto aislante térmico pero sin impedir el paso de la luz solar a través de las células fotovoltaicas.
• Estructura de soporte y marco:
  Normalmente fabricados en aluminio, sirven para asegurar una mayor ligereza y durabilidad.
  El marco fijado al chasis define variables como la inclinación y dirección del panel para garantizar su perfecto estado y funcionamiento. Además, las estructuras de montaje de paneles fotovoltaicos pueden variar y ser fijas, móviles, de lastre o flotantes.

¿Cómo se extrae la energía solar?

La energía solar se extrae a través de un proceso llamado fotovoltaico, que se basa en el efecto fotovoltaico descubierto por primera vez por Edmond Becquerel en 1839³. 

Los pasos son los siguientes: 

1. Absorción de la luz solar: Los paneles solares están compuestos por células fotovoltaicas que contienen materiales semiconductores, como el silicio. Cuando la luz solar incide sobre estas células, los fotones de luz son absorbidos por los átomos del material semiconductor.
2. Generación de portadores de carga: La energía de los fotones absorbe los electrones del material semiconductor, liberando electrones cargados eléctricamente (electrones) y creando "agujeros" cargados positivamente.
3. Movimiento de los electrones: Los electrones liberados por la luz solar son empujados por un campo eléctrico interno en la célula solar, generando una corriente eléctrica. Esta corriente eléctrica es capturada y canalizada a través de los conductores metálicos en los paneles solares.
4. Producción de electricidad utilizable: La corriente eléctrica generada por los paneles solares puede ser utilizada directamente para alimentar dispositivos eléctricos o puede ser almacenada en baterías para su uso posterior.
5. Inversores y conexión a la red: En muchos sistemas solares, la corriente continua (CC) producida por los paneles solares se convierte en corriente alterna (CA) utilizando inversores, para que pueda ser utilizada en los hogares y negocios. También, en algunos casos, la energía solar generada puede ser integrada en la red eléctrica general.

Tipos de placas solares y sus características

Existen varios tipos de placas solares, cada una con diferentes características y aplicaciones específicas. Aquí te presento algunos de los tipos más comunes:

• Paneles solares de silicio monocristalino:
  • Características: Estos paneles están hechos de células solares fabricadas a partir de un único cristal de silicio, lo que les otorga una alta eficiencia y una mayor durabilidad. Son conocidos por su eficiencia energética y su buena respuesta en condiciones de baja luminosidad.
  • Ventajas: Alta eficiencia, durabilidad, buen rendimiento en espacios reducidos.
  • Desventajas: Costo inicial más alto que otros tipos de paneles solares.
• Paneles solares de silicio policristalino:
  • Características: Estos paneles están hechos de células solares fabricadas a partir de lingotes de silicio fundido, lo que resulta en una estructura de cristales múltiples. Son menos eficientes que los paneles monocristalinos, pero también son más económicos.
  • Ventajas: Costo más bajo que los monocristalinos, buena durabilidad.
  • Desventajas: Menor eficiencia en comparación con los monocristalinos.
• Paneles solares de capa fina (película delgada):
  • Características: Estos paneles están hechos de materiales semiconductores depositados en sustratos como vidrio, plástico o metal. Los materiales comunes incluyen telururo de cadmio (CdTe), seleniuro de cobre-indio-galio (CIGS) y silicio amorfo (a-Si).
  • Ventajas: Menor costo de producción, flexibilidad, buen rendimiento en condiciones de baja luminosidad y altas temperaturas.
  • Desventajas: Menor eficiencia en comparación con los paneles cristalinos, pueden requerir más espacio de instalación.
• Paneles solares bifaciales:
  • Características: Estos paneles pueden capturar la luz solar tanto en la parte frontal como en la trasera, lo que aumenta su capacidad de generación de energía. Son especialmente útiles en áreas con superficies reflectantes, como nieve o agua.
  • Ventajas: Mayor eficiencia debido a la captura de luz en ambos lados, versatilidad en la instalación.
  • Desventajas: Costo más alto que los paneles convencionales, pueden requerir una estructura de montaje específica.

Cada tipo de panel solar tiene sus propias ventajas y desventajas, y la elección del más adecuado dependerá de factores como el presupuesto, el espacio disponible, la ubicación geográfica y las necesidades energéticas específicas del proyecto.