LED solar - paneles solares

Celdas fotovoltaicas, qué son y cómo funcionan

Iluminación

Las celdas fotovoltaicas o paneles solares son dispositivos electrónicos que transforman la energía luminosa, la luz, en electricidad.

Lo anterior significa que estas celdas fotovoltaicas absorben los fotones de la radiación solar para liberar electrones que pueden utilizarse en una corriente eléctrica. Los paneles solares no son más que varias celdas operando de conjuntamente para crear un mayor potencial eléctrico. La mayoría de los paneles tiene 36 o más celdas.

De modo que la pregunta que siempre se quiere saber es ¿cómo funciona las celdas fotovoltaicas?

Para contestar de forma concreta, estos artefactos se fabrican a partir de dos tipos de materiales semiconductores, en donde uno tiene una carga positiva (+) y otro cuenta con una carga negativa (-).

Cuando estas celdas se exponen a la luz natural a través de los paneles solares, permiten que un fotón de la energía solar “arranque” un electrón, dicho electrón queda libre y crea un “hueco”, el cual ocupará otro electrón que fue arrancado de su propio átomo.

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La función de estas celdas fotovoltaicas es causar que los electrones libres pasen de un material semiconductor a otro buscando un “hueco” que puedan ocupar. Lo anterior genera una diferencia de potencial y en consecuencia una corriente eléctrica.

Esto quiere decir que se generará un flujo de electricidad del punto de mayor potencial al de menor potencial, y esto ocurrirá hasta que ambos  puntos tengan el mismo potencial.

¿Quién inventó los paneles solares?

En relación a la historia de los paneles solares y celdas fotovoltaicas, esta dio inicio con el descubrimiento del efecto fotoeléctrico en el año 1839.  El francés Alexandre-Edmond Becquerel, puso cloruro de plata en una solución ácida, la iluminó y posteriormente conectó electrodos de platino, generando así corriente eléctrica.

Para el año de 1883, Charles Fritts fabricó la primer celda solar, misma que tenía, además del semiconductor, una delgada capa de oro.

Dicho dispositivo alcanzó una eficiencia del 1%. Sin embargo, desde entonces se comenzó a experimentar con distintos materiales semiconductores (que conducen una ligera carga eléctrica) para incrementar la eficiencia de las celdas fotovoltaicas, dando pie a la existencia de las que tenemos en la actualidad.  

Con la evolución tecnológica la energía solar ha llegado a gran cantidad de países como una fuente vital para la producción de energía eléctrica. Los paneles solares son considerados unas de las herramientas de generación de energía con más rentabilidad hoy en día y para el futuro.

Lo anterior se debe a que el sol es un recurso que, en teoría, no va a terminarse, al igual que la energía solar no genera contaminación debido a que libera CO2.

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Hoy en día, la eficiencia de las celdas solares se encuentra alrededor del 18%, dependiendo de las condiciones climáticas y las propiedades con las que estén fabricadas. Por ejemplo, las que tienen menos eficiencia alcanzan un 6%, mientras que, diversos experimentos han conseguido eficiencias de más de 40%.

La eficiencia de una celda o un panel se relaciona diversos aspectos, uno de ellos, consiste en la clase de material semiconductor con que se fabriquen. Asimismo, es importante el porcentaje de la radiación solar que llega a la celda y se refleja, por tanto, se desaprovecha.

El factor anterior es de tal relevancia  que se han creado recubrimientos especiales, los cuales pueden absorber la luz de forma uniforme, sin depender del ángulo del panel en relación al sol.

¿De qué están hechas las celdas solares?

En su mayoría, las celdas solares se fabrican a partir de materiales especiales llamados semiconductores de silicio, que hoy en día es uno de los materiales que más se emplea internacionalmente. Para producir una cantidad de energía útil se requiere interconectar cierto número de celdas fotovoltaicas, creando así paneles solares.

Entre los componentes de un panel solar usual es posible hallar distintas capas como las siguientes:

  • Cubierta de vidrio templado.
  • Varias subcapas de material encapsulante, el cual se encarga de proteger las células; pues cuentan con una alta transmisión de la radiación y una degradabilidad mínima a lo largo del tiempo.
  • Celdas fotovoltaicas.
  • Cubiertas posteriores de vidrio, normalmente opacas y de color claro para reflejar la luz que traspasó las celdas. Lo anterior provoca que la luz vuelva al frente del panel y que atraviese las celdas fotovoltaicas nuevamente hasta ser absorbida.
  • Un marco de acero inoxidable o aluminio anodizado que soporta a todo el conjunto.

Cabe mencionar que la energía solar dependerá en gran parte de la latitud en que se instalen los paneles solares; pues a partir de la latitud puede sacarse mayor o menor provecho de los rayos solares.

La eficiencia de una instalación va a depender en gran forma                                                     de la orientación e inclinación en relación a la luz solar.

De modo que, los materiales son importantes, pero contar con expertos que puedan instalar de manera adecuada estos sistemas también es fundamental, pues los paneles solares junto con las celdas fotovoltaicas tienen muchas aplicaciones.

Principales aplicaciones

Respecto a las aplicaciones de la energía solar fotovoltaica,  podemos hallar muchas y muy variadas. En este sector, están desde grandes plantas de generación de electricidad por medio de paneles fotovoltaicos, hasta las pequeñas lámparas para jardines.

En la industria

Los sistemas de generación de energía a partir de celdas fotovoltaicas y paneles solares han sido de gran importancia para la industria de la iluminación. Especialmente el alumbrado público.

El de alumbrado público, a través de los sistemas fotovoltaicos se ha convertido en una de las soluciones que generan más ahorros alrededor del mundo, pues iluminar las carreteras, avenidas, calles, cruces, áreas recreativas, estacionamientos, entre otros espacios públicos, hoy es posible a bajo costo y con gran eficiencia.

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Asimismo, es posible encontrar luminarias que trabajar a partir de paneles solares y celdas fotovoltaicas en anuncios publicitarios, paradas de autobús, grandes industrias o almacenes que utilizan campanas LED para alumbrar enormes espacios. Sin embargo, el tamaño tampoco es factor para ahorrar, pues también existen estos sistemas para casas.

En el hogar

Los espacios no son impedimento para implementar estos sistemas, si bien podemos decir que algunas casas tienen pocos metros cuadrados. Se puede utilizar la azotea para colocar los paneles solares y conseguir el mayor beneficio de los rayos del sol.

Los expertos en iluminación harán el análisis de las distintas zonas donde se vayan a implementar sistemas solares con celdas fotovoltaicas, pues  necesitan conocer si van requerirse postes solares, controladores y otros complementos.

Por tanto, la adaptación con la que cuentan dichos sistemas de generación de energía a través de celdas fotovoltaicas y paneles solares los hace de las mejores opciones en cuanto a energías alternativas se refiere, pues son útiles en diferentes tipos de industrias y en el hogar.

Otro tipo de aplicaciones se basa en las instalaciones autónomas y las de red. A continuación las veremos.

¿Cómo instalar celdas solares?

Aplicaciones autónomas

Éstas son en las que los paneles solares dan abasto a todo el lugar en el que absorben la energía solar; como suministro de energía para casas o sistemas de alumbrado público.

Aplicaciones en red

Esta clase de aplicaciones son en las que la energía producida no se consume en el mismo lugar de producción, sino la que se vende al país al que pertenece la instalación, como los “parques” o “huertos” solares.

Cabe destacar que nuestro país es uno de los 5 países en el mundo que cuenta con un gran potencial de radiación solar (5 kWh/m² por día). Lo anterior convierte a México en un territorio ideal para invertir en este tipo de tecnología. Además, cada día es más fácil acceder a estos sistemas con paneles solares y celdas fotovoltaicas.

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¿Dónde comprar paneles solares?

En el mercado actual es posible hallar una gran variedad de alternativas en relación a los sistemas de energía fotovoltaica. No obstante, los especialistas en energía solar deben de tener certificaciones y proyectos reconocidos, como el caso de la instalación de luminarias all in one dentro del circuito exterior mexiquense, en el Estado de México.

Hoy en día se pueden encontrar alternativas de sistemas de energía solar a partir de celdas fotovoltaicas y paneles solares tanto para grandes industrias como para hogares

Los expertos en esta industria siempre deben ofrecer la mejor solución posible respecto a las necesidades y deseos de cada cliente. Si necesitas conocer cómo podría ayudar la instalación de un sistema energía solar en tu propiedad o proyecto puedes contactarnos y obtendrás la mejor atención en el sector de la energía solar.

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