El interés por la instalación de paneles solares va en aumento gracias a sus beneficios. Todo parte de la posibilidad que nos brindan para generar electricidad aprovechando un recurso gratuito como es la energía solar.
Sí, es posible convertir la luz solar en electricidad gracias al funcionamiento de un panel solar. Todo sucede dentro del propio panel solar y requiere un serie de componentes para poder aprovechar esta electricidad en viviendas y negocios.
En este blog te contaremos todo lo que necesitas conocer sobre el funcionamiento de los paneles solares de manera sencilla. Conoce más sobre el tema y compende por qué el uso de la energía solar va en crecimiento.
¿Qué es el funcionamiento de un panel solar?
El funcionamiento de un panel solar es la base de la energía fotovoltaica. Es en los paneles solares donde sucede denominado efecto fotovoltaico que permite convertir energía solar a eléctrica. Es importante mencionar que si bien los paneles captan la energía solar, la energía que generan se le conoce como energía fotovoltaica o energía solar fotovoltaica. Por ello, también conocemos a los paneles solares como paneles fotovoltaicos.
Mediante el funcionamiento de los paneles solares es que podemos aprovechar la luz solar como fuente de energía para viviendas, comercios e industrias. De esta forma se posiciona como una de las fuentes renovables más empleadas de manera global.
En el funcionamiento de los paneles solares intervienen varios equipos. Además de los propios componentes internos del panel solar, se requieren de equipos adicionales para complementar su función. Veamos a detalle todo el proceso para comprender cómo es posible beneficiarnos de la energía solar con el diversos usos de los paneles fotovoltaicos.
Cómo funcionan los paneles solares paso a paso
El funcionamiento de un panel solar se desarrolla en 2 niveles. Tenemos el funcionamiento de un panel solar a nivel interno y externo. Es decir, el funcionamiento dentro del propio panel y el funcionamiento de un panel solar dentro del sistema solar fotovoltaico completo.
Tenemos presente que el panel solar forma parte de un sistema fotovoltaico completo. Esto es debido a que se necesita adaptar la electricidad antes de emplearla en los electrodomésticos. Para comprenderlo mejor veamos paso a paso el funcionamiento de los paneles solares.
1. Captación de la luz solar
El funcionamiento inicia con la captación de la luz solar por las celdas. Una celda fotovoltaica del panel solar cuenta con 2 capas de silicio, cada capa está dopada de materiales como el boro y el fósforo. Formando el lado positivo y negativo en el panel. Es en la celda donde se produce el efecto fotovoltaico cuando la luz las impacta.
2. Conversión a corriente continua
Los electrones presentes en la luz solar estimulan las celdas solares. Con la estimulación se crea un campo eléctrico en la zona de unión entre ambas capas. Los ahora electrones libres fluyen a través de la celda, salen de la unión. De esta forma se genera la corriente eléctrica.
3. Transporte de la corriente
La corriente pasa a las barras colectoras presentes en el panel. Estas barras colectoras se distribuyen en todas las celdas solares. Su flujo deriva hacia los cables del panel. La mayoría de estos cables cuentan con conectores MC4 para la conexión en serie o en paralelo de los paneles solares.
4. Conversión a corriente alterna
La electricidad que generan los paneles es corriente continua (DC), mientras la que encontramos en las viviendas es corriente alterna (AC). Por ello, el siguiente paso es convertir la corriente continua en alterna con ayuda del inversor. Este inversor se encarga de modificar completamente la corriente y que se asemeje a la presente en la vivienda.
5. Gestión e inyección de la energía
Luego de convertirse en corriente alterna, la electricidad se distribuye a toda la vivienda. El inversor también se encarga de esta función. Además de la conversión, el inversor distribuye la energía generada por los paneles en función a los hábitos de consumos.
6. Acumulación de la energía
Este paso es opcional y sucede solo si incluyes un batería de panel solar. Si deseas contar con energía durante la noche, será necesario almacenar la energía en baterías.
Componentes que intervienen en el funcionamiento del panel solar
El correcto funcionamiento de los paneles solares parte desde la 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 su 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 estas fuentes de energía en energía eléctrica que explica cómo funcionan las placas solares.
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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 placas solares. 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. La energía de todas las células fotovoltaicas se recoge y se envía a los terminales de conexión. Estos terminales están en la parte de atrás de cada panel. La caja de conexiones incluye los 2 terminales o conectores de cada panel solar. Cuenta con protección IP64 que lo vuelve resistente.
Componentes de apoyo para el funcionamiento del panel fotovoltaico
Uno de los pasos más importantes para entender el funcionamiento de los módulos fotovoltaicos, es conocer el sistema completo que lo conforma. Recordemos que para aprovechar la electricidad generada por los paneles es necesario contar con más equipos.
- ➡️ Módulos fotovoltaicos. Son los componentes más esenciales y visibles del sistema. Se conforman por celdas solares cuya función es captar la luz solar. Una vez impacten sobre ella, se convierte la electricidad en corriente continua.
- ➡️ Inversor solar. Es un equipo relevante que permite transformar la corriente continua, captada por los paneles, en corriente alterna (AC). Esta es la que requieren los electrodomésticos y equipos eléctricos en hogares.
- ➡️ Regulador o controlador de carga. Aplica para las instalaciones con baterías y sirve para controlar el voltaje y la corriente que entra desde los paneles. Un regulador evita las sobrecargas, lo que permite ampliar su vida útil. Los reguladores pueden ser PWM o MPPT.
- ➡️ Baterías. También conocidos como acumuladores, son elementos que almacenan la energía excedente durante el día. Su propósito es tener una fuente energética para momentos críticos, como en las noches. Son esenciales en sistemas aislados.
- ➡️ Soportes para módulos. Generalmente son fabricadas a base de aluminio. Brinda la resistencia necesaria para la instalación y permite su inclinación óptima para asegurar una mayor captación solar.
Cada parte cumple una función específica que permite transformar la energía del sol en electricidad utilizable. En la práctica, pueden adquirirse por separado, así como en kits solares completos.
Funcionamiento de los paneles en cada tipo de sistema
El funcionamiento de los paneles fotovoltaicos dependerá del tipo de sistema al que estén integrados. Te explicamos los tres principales sistemas y cómo pueden diferir en su funcionamiento:
Funcionamiento según los tipos de sistemas fotovoltaicos
- ✔ Sistemas conectados a la red. Generan electricidad por la radiación solar y la envían al sistema eléctrico de la vivienda. En las noches o días nublados, se retoma electricidad de la red eléctrica. Es uno de los sistemas fotovoltaicos más económicos y sirven para reducir el consumo de luz mensual. El funcionamiento de los paneles conectados a red es simple y económico.
- ✔ Sistemas aislados de la red eléctrica. Funcionan de forma independiente a la red eléctrica. La energía generada por los módulos fotovoltaicos se almacena en baterías solares, que son imprescindibles en la instalación. Se incorpora también un regulador de carga. Es ideal para viviendas aisladas de la red eléctrica.
- ✔ Sistemas híbridos. Funciona principalmente con energía solar y su almacenamiento en baterías. Tienen a la red eléctrica como un sistema de respaldo energético. Es un sistema que combina las características de los sistemas anteriores y que ofrece mayor independencia, sin dejar de estar conectados de la red.
Aunque es esencial la conversión de luz solar en electricidad para su funcionamiento, cada sistema tiene diferentes propósitos. En el siguiente video, explicamos de lo señalado:
Recomendaciones para un adecuado funcionamiento
Para el máximo rendimiento de las instalaciones solares fotovoltaicas, se debe cuidar la orientación. ¿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 en las celdas solares.
Existen otros factores que influyen en el rendimiento de los paneles fotovoltaicos. Debemos tener en cuenta que el funcionamiento abarca varios aspectos. Además de las placas, es importante considerar los equipos complementarios y el modo de instalación.
- 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 de energía 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 alguna pregunta extra sobre el funcionamiento, contacta con nosotros. Nuestro equipo te brindará toda la información que solicites.
Además, si te interesa comprar un sistema a medida, te asesoramos para que pueda adquirir el sistema fotovoltaico ideal para tus consumos energéticos. ¡Nuestras cotizaciones son gratuitas!