¿Sabes qué son los paneles solares , cómo funcionan y cómo usarlos? Arrojemos algo de luz sobre esta tecnología limpia para producir electricidad sin contaminar.
Que son los paneles solares
Son paneles diseñados para recuperar energía de la radiación solar y transformarla en calor o electricidad.
Panel solar térmico . Cuando sirva para transformar los rayos del sol en calor calentará un fluido. Se utiliza, por ejemplo, para calentar el agua en una casa o un sistema de calefacción .
Panel solar fotovoltaico. Cuando convierte directamente la luz solar en energía eléctrica, utiliza células fotovoltaicas compuestas parcialmente de materiales semiconductores. Se utiliza, por ejemplo, para producir energía para consumir en una casa.
También hay paneles híbridos que acoplan la energía solar térmica a la solar fotovoltaica.
La eficiencia de los paneles depende en gran medida de los materiales con los que están hechos: llega a más del 25% si están hechos de silicio monocristalino, frente al 7% de los paneles compuestos por puntos cuánticos.
Cómo se fabrica un panel fotovoltaico
Se trata de un módulo plano formado por una serie de células fotovoltaicas , que son el verdadero dispositivo eléctrico que convierte la energía de la luz directamente en electricidad a través del efecto fotovoltaico.
Cuando la luz solar incide en las células, debido a las diferencias de carga, se genera una reacción física que puede crear un campo eléctrico de corriente continua.
Las células están formadas por dos o más capas de material semiconductor, una positivamente 'dopada' (silicio tipo P) con la inserción de átomos de boro y la otra negativamente 'dopada' (silicio tipo N) con pequeñas cantidades de fósforo. Al poner las dos capas en contacto, se obtiene una unión PN.
Cuando un electrón se mueve de un cristal a otro, se puede formar un "agujero" que se comporta como una carga positiva.
El electrón y el 'hueco' escapan de cada lado de esta unión PN (los electrones van hacia N y los huecos hacia P), creando una diferencia de potencial (medida en voltios). Por tanto, la célula fotovoltaica produce corriente continua .
Definición de célula fotovoltaica
Es un dispositivo que transforma la energía de la luz en energía eléctrica . Utiliza el principio del efecto fotoeléctrico, mediante el cual un fotón incidente (luz) puede separar un electrón de un átomo.
Los diferentes tipos de semiconductores utilizados.
Existen diferentes tipos de células fotovoltaicas y procesos de producción de electricidad, pero el silicio sigue siendo el material semiconductor más utilizado. Su rendimiento se mide sobre la base de la eficiencia , que es el porcentaje de energía luminosa realmente convertida en energía eléctrica .
En los paneles actualmente en el mercado, los semiconductores utilizados, desde el más económico al más caro, son:
- silicio amorfo (eficiencia 8%)
- silicio policristalino (16-18%)
- silicio policristalino (19-21%)
Los usos de los paneles solares
Hoy en día se utilizan principalmente para suministrar energía a satélites, para uso doméstico o industrial, para pequeños artilugios de uso diario, para plantas de energía solar y para algunos medios de transporte. Los proyectos de uso principal en el futuro se refieren principalmente al transporte y las grandes plantas solares donde el sol es abundante.
En todos los días de la vida
Los satélites requieren energía y no se pueden conectar a un cable de tierra, por lo que necesitan su propia fuente de energía para ser autosuficientes. La solución es alimentarlos con paneles solares, ya que se benefician de una buena exposición al sol. Además, una vez en órbita, requieren poca energía.
Para uso doméstico, se instalan paneles en los techos de las casas para tener producción privada de energía. Si bien el costo de instalación puede parecer alto, esta fuente renovable se vuelve rentable a largo plazo, generando ahorros sustanciales.
Algunos objetos de la vida cotidiana son eléctricos , por lo que al montar pequeños paneles, por ejemplo, farolas, se vuelven autosuficientes.
Los paneles se utilizan para grandes plantas de energía solar, que proporcionan una fuente de energía limpia para cientos de miles de hogares.
En transporte
El uso de la fotovoltaica en el transporte aún es poco frecuente, solo existen prototipos de aviones, barcos y trenes que utilizan energía fotovoltaica.
El automóvil solar se está estudiando actualmente y se está trabajando en la aerodinámica del automóvil, su capacidad para capturar energía del sol, almacenarla con baterías y utilizarla de manera eficiente para alimentar su motor.
También se están probando barcos solares , equipados con paneles fotovoltaicos plegables, a modo de vela, y fabricados con materiales muy ligeros, con una aerodinámica muy desarrollada. Ya existen algunos prototipos de catamaranes que combinan energía eólica y solar, almacenados en muchas baterías.
Algunos aviones ya han logrado volar utilizando solo energía solar, por ejemplo Solar Impulse, pero siempre viajaban vacíos, sin personas ni mercancías. Sin embargo, los investigadores todavía están trabajando para mejorar estos aviones y convertirlos en un medio común de propulsión algún día.
En el futuro
Los proyectos para el uso de fotovoltaica se enfocan en reducir los costos de producción para hacer conveniente la compra de paneles. También se están estudiando nuevos materiales para mejorar el rendimiento y el rendimiento.
También se está estudiando el uso de paneles fotovoltaicos en el ámbito de las infraestructuras, por ejemplo aparcamientos equipados con marquesinas que montan paneles fotovoltaicos que producen electricidad para su gestión.
Los paneles solares son una verdadera revolución
Si tuviéramos que hacer una analogía, los paneles solares son para el siglo XXI lo que fue el automóvil para el siglo XX.
Los coches han revolucionado por completo la calidad de nuestra vida , facilitando los viajes de larga distancia, cambiando los presupuestos familiares y facilitando no solo las relaciones entre las personas sino también el mundo empresarial.
Sin embargo, la introducción de los automóviles ha traído consigo un gran problema, el de la contaminación por gases de escape y la contaminación acústica , dada la desproporcionada cantidad de automóviles que circulan por nuestras carreteras.
Incluso los paneles solares están iniciando un lento proceso transformador de la sociedad, promoviendo la filosofía de las energías limpias y sensibilizando a la población sobre temas importantes como el calentamiento global.
Como ocurre con cualquier lanzamiento de productos innovadores, inicialmente los costos son siempre bastante altos, por lo que solo unos pocos segmentos de la población pueden acercarse a la compra. Afortunadamente, a lo largo de los años, la mayor difusión en el mercado ha permitido una fuerte caída de los precios, permitiendo que un mayor número de personas se convierta al mercado de las fuentes renovables y también comience a ahorrar en la factura de la luz.
De hecho, los costes iniciales, incluida la instalación, se reducen con el tiempo: los expertos declaran que en pocos años es posible amortizar los costes considerando también la posibilidad de revender el exceso de energía producida .
Aún estamos lejos de las cifras de otros países donde es la misma política de Estado la que fomenta la transición a las renovables, pero algo está empezando a moverse también en Italia.
La energía solar es limpia, segura, pero sobre todo gratuita , empezar a explotarla adecuadamente se ha convertido en una necesidad si queremos salvaguardar nuestro planeta.
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