La celda solar es clave en el funcionamiento de los paneles solares. Comprender su importancia es vital para entender el futuro energético. Sin la eficiencia y la evolución técnica de estas pequeñas celdas, los paneles solares serían simples estructuras inertes sin la capacidad de generar energía.
Importancia de la celda fotovoltaica en los paneles solares
Un material que muestra efecto fotoeléctrico está formado por diversos compuestos que atraen a los fotones de la luz y, al mismo tiempo, radian electrones. Los electrones que han sido liberados pueden verse atrapados. Cuando esto sucede, el resultado que se obtiene es electricidad, es decir, se logra una corriente eléctrica que puede ser empleada como electricidad.
Los paneles fotovoltaicos están formado por un grupo de células fotoeléctricas o células fotovoltaicas. Este grupo de células configuran una red de células solares unidas en un circuito en serie, con el fin de intensificar la tensión de salida y, al mismo tiempo, el grupo de células fotoeléctricas se enlazan a varias redes en circuito de forma paralela para incrementar la corriente eléctrica que es capaz de suministrar el dispositivo. La clase de corriente eléctrica que provee es la corriente eléctrica continua.
La eficacia de la transformación media adquirida por la célula utilizables comercialmente fabricadas a partir del silicio monocristalino es menor comparado con la media obtenida de las células multicapa, producidas generalmente a partir de arseniuro de galio.
A día de hoy, también podemos encontrar nuevas tecnologías en la elaboración de las placas solares que no emplean el silicio. Estas innovaciones forman parte del avance constante en la tecnología de paneles fotovoltaicos, que busca mejorar la eficiencia y el aprovechamiento energético de los sistemas fotovoltaicos.
Principio de funcionamiento de la celda fotovoltaica
Cuando una célula solar fotovoltaica se encuentra bajo estas dos situaciones: primero, estar conectada a una carga o consumo y segundo, estar iluminada por la luz del sol, ésta produce una diferencia de potencial entre sus diversos contactos que origina la circulación de los electrones a través de la carga.
Bajo estas premisas, la célula trabaja como un generador de corriente. Si continuas leyendo más abajo, especificaremos con un poco más de detalle los distintos procesos que lo hacen posible:
- Los fotones que consiguen alcanzar el interior de la celda y, que además, cuentan con una energía cinética igual o superior a la energía de valencia colisionan en el material y producen pares de portadores (electro-agujero).
- Por otro lado, el campo eléctrico, o también conocido como diferencia de potencial originado por la unión p-n diferencia los portadores antes de que se puedan producir una serie de recombinaciones.
Se puede concluir que la corriente originada por una célula solar, irradiada y conectada a una carga, es el resto entre su capacidad de rendimiento bruto y las consiguientes pérdidas por las posibles recombinaciones entre fotones y electrones.
Aplicaciones de la celda fotoeléctrica
En algunas ocasiones, las células solares fotovoltaicas se pueden emplear solas, como sería el caso de la iluminación de un jardín, las calculadoras, etc. O por otra parte, se puede utilizar distribuidas en agrupaciones en paneles solares fotovoltaicos. Así pues, mediante cualquiera de estas dos variantes se puede generar electricidad a través de este fuente de energía renovable.
Las células se pueden emplear incluso para sustituir las baterías (la energía es con diferencia la más cara para el consumidor). Las células fotoeléctricas han conquistado hasta los elementos más comunes que utilizamos día tras día, como por ejemplo: los relojes, las calculadoras... y además, una gran serie de dispositivos que pueden funcionar perfectamente con energía solar.
Es probable incrementar su importancia a la hora de utilizar esta técnica acumulando a través de un condensador o batería eléctrica. Si en alguna ocasión se utiliza con un aparato para almacenar energía, hay que tener en cuenta que hay que disponer de un diodo en serie para eludir la descarga del sistema durante la noche.
Las células solares fotovoltaicas se emplean para obtener electricidad para una gran diversidad de aplicaciones, ya sea para satélites y parquímetros, entre otras. Además, las placas fotoeléctricas también se utilizan para la alimentación con sistemas de energía solar en hogares y empresas o en una red pública si fuera el caso de una central solar fotovoltaica.