Comprender cómo funcionan los paneles solares puede ser de gran ayuda para realizar el correcto mantenimiento de sus paneles. ¿Cómo puede ser útil esta información? Al saber cómo funcionan los paneles solares verá qué partes del panel son importantes de cuidar y por qué a veces pueden surgir problemas con los mismos.
Por otro lado, si está interesado en adquirir paneles fotovoltaicos, conocer cómo funcionan también le permitirá resolver interrogantes sobre cómo es posible la producción de energía eléctrica a partir de la radiación solar. Sí, puede generar su propia electricidad gracias al funcionamiento paneles solares.
¿Cómo funcionan los paneles solares?
El cómo funcionan los paneles solares es una de las mayores interrogantes gracias a la popularidad de la instalación de sistemas fotovoltaicos en los últimos años. Este boom de instalaciones de paneles se sustenta en la premisa principal: generar electricidad a partir de la energía solar. Es natural cuestionarse cómo la energía que nos brinda el sol, específicamente la luz solar, puede transformarse en electricidad, es decir, cómo funcionan los paneles solares.
Si bien el ser humano siempre ha sido consciente de la importancia del sol, es en el siglo XIX que las reglas del juego cambiaron. Esto gracias a la invención del panel solar. En 1883 Charles Fritts creó la primera celda solar, el primer panel solar de la historia, esto dio origen al interés en conocer todo sobre paneles solares funcionamiento.
A partir de este primer paso, las décadas posteriores se centraron en las constantes pruebas para mejorar la calidad de los paneles fotovoltaicos. Esto incluye avances como la elección del material de fabricación, las conexiones internas, el grado de pureza de los elementos, y más, datos que influyen en cómo funcionan los paneles solares.
En la actualidad, estos paneles son mucho más eficientes. Antes de adentrarnos en los paneles solares funcionamiento, primero veremos los componentes más importantes de un panel solar fotovoltaico que intervienen en cómo funcionan los paneles solares.
Funcionamiento de los paneles solares: sus componentes
El funcionamiento paneles solares parte desde el proceso de fabricación. Esto incluye la elección y ubicación de los componentes que conforman el panel solar. Veremos cuáles de sus componentes cumplen un rol principal en el funcionamiento.
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Celdas solares: En cada celda o célula solar se produce el funcionamiento módulos solares. Son los pequeños cuadros que conforman cada panel. Aquí se produce el efecto fotovoltaico, la conversión de la energía de la luz solar en energía eléctrica que explica cómo funcionan los paneles fotovoltaicos. Mediante la estimulación de los electrones de las celdas de silicio se produce una diferencia de potencial que genera el flujo eléctrico.
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Barras colectoras: Las células solares de cada panel se encuentran conectadas por medio de bus-bar o barras colectoras. Estas barras colectoras recepcionan la corriente eléctrica generada a partir de paneles fotovoltaicos. Cada grupo de celdas solares conectadas en serie producen una cantidad de energía que se suma para obtener el total generado por el panel.
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Caja de conexión: Recolectada la energía de todas las celdas fotovoltaicas, esta se desplaza a los terminales de conexión final ubicados en la parte posterior de cada panel. La caja de conexiones incluye los 2 terminales o conectores MC4 de cada panel solar. Cuenta con protección IP64 que lo vuelve resistente ante agentes externos y a prueba de agua, protegen el funcionamiento de paneles fotovoltaicos.
Con una clara noción de los principales componentes para su funcionamiento, abordaremos el siguiente punto: cómo funcionan estos equipos paso a paso.
Paneles solares funcionamiento: paso a paso
El desarrollo del proceso de funcionamiento se da en las células solares. En las celdas se producen los dos efectos más importantes que permiten la producción de electricidad: el efecto fotoeléctrico y el efecto fotovoltaico.
El efecto fotoeléctrico describe la emisión de electrones (e–) que emite un material o superficie, un metal, cuando incide en este una radiación electromagnética. En este caso, cuando los rayos solares inciden sobre la superficie de las celdas solares a una determinada frecuencia de umbral que permite que se produzca el efecto fotoeléctrico con la emisión de los electrones.
Por otro lado, el efecto fotovoltaico se produce cuando una parte de la energía de la luz es convertida en energía eléctrica. El efecto fotoeléctrico da paso al efecto fotovoltaico, cuando la radiación solar incide sobre las superficies de silicio de las celdas solares. Así se genera un flujo eléctrico constante, un circuito cerrado, el cual será interceptado por un dispositivo de carga o de consumos, como sus electrodomésticos o aparatos electrónicos.
El elemento de consumo sería una resistencia con un valor R (en Ohmios); por lo tanto, la potencia (P) disipada en la resistencia acabaría siendo el producto de la corriente que circula por ella (I) por la diferencia de potencial (V) o tensión entre sus polos. Tanto la tensión como la corriente se originan en las celdas solares. Así pues, sería: P = I × ∆V.
En líneas generales, así se produce la conversión de la radiación solar en energía eléctrica. Sin embargo, la energía generada por los paneles es inestable y se requiere de inversor solar para convertir la energía antes de poder suministrarla en los consumos de su casa.
Explicación sencilla de cómo funcionan los paneles solares
En el siguiente gráfico, explicamos a mayor detalle el paso a paso sobre el funcionamiento de un sistema fotovoltaico:
El paso a paso en una instalación fotovoltaica es el siguiente:
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La radiación solar, específicamente los fotones, impactan sobre la superficie de los paneles. Se estimulan los electrones del panel generando corriente continua (DC).
- Esa corriente continua (DC) se deriva a un inversor solar. El inversor se encarga de convertirla a corriente alterna (AC), el tipo de corriente que distribuyen las compañías eléctricas en las viviendas.
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La ahora corriente alterna (AC), se distribuye al tablero de distribución de nuestra vivienda.
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Finalmente, la electricidad se reparte en función de los consumos requeridos en la vivienda.
Tenga en cuenta que este proceso se lleva a cabo en el día, cuando se dispone de luz solar. Por lo tanto, los paneles son capaces de abastecer los consumos diurnos de una vivienda o empresa. Si desea contar con esta energía en la noche, será necesario almacenar la energía en baterías.
Orientación ideal para un buen funcionamiento
Un último consejo para contar con una instalación eficaz es cuidar la orientación de sus arreglos de paneles. ¿Qué entendemos por orientación? Simple, es la posición a la que va a señalar la superficie del panel solar. Ciertamente, la orientación de los paneles fotovoltaicos se determina en función a la ubicación del sol.
Dado que el sol es el que provee la energía, se busca que el panel pase la mayor parte del tiempo captando la radiación solar directa. En el caso peruano, al situarnos en el hemisferio sur, se busca situar los paneles orientados hacia el norte. El objetivo es que los rayos solares impacten de forma perpendicular en las celdas solares.
¿Qué más debemos saber sobre su rendimiento?
Existen otros factores que influyen en el rendimiento o funcionamiento del sistema, por ejemplo:
- Eficiencia del panel fotovoltaico: Indica el porcentaje de luz solar que puede convertirse en electricidad utilizable.
- Irradiancia solar: El nivel de radiación solar influye en la producción diaria del sistema.
- Presencia de sombras: El sombreado, ya sea parcial o mínimo, puede tener un efecto negativo en la producción energética.
- Vida útil: Los módulos fotovoltaicos tienen una vida útil estimada entre 25 a 30 años.
- Rendimiento en altas temperaturas: Las altas temperatura pueden reducir la eficiencia de paneles fotovoltaicos.
Toda esta información es básica para entender la puesta en marcha de módulos fotovoltaicos en un sistema de energía solar. Si tienes dudas adicionales, contáctanos. Nuestro equipo te brindará toda la información que solicites.
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