Es posible que le interese adquirir un sistema de paneles solares, pero le gustaría saber exactamente cómo funcionan antes de dar el paso. Eso es inteligente, dado que usted y su familia vivirán muy cerca de estos paneles.
La buena noticia es que los paneles solares son algunos de los dispositivos de generación de energía más seguros del planeta. Y debido a que la NASA los ha estado utilizando desde la década de 1960, conocemos toda la ciencia detrás de ellos.
Pero eso es en el espacio, por supuesto. ¿Cómo funciona un panel solar cuando está conectado a su casa? Comencemos explorando los materiales que hacen posible la recolección de energía.
Tabla de contenidos:
- ¿De qué están hechos los paneles solares?
- ¿Cómo funciona un sistema de paneles solares?
- ¿Cómo generan electricidad los paneles solares?
- ¿Cómo funcionan los paneles solares en una casa?
- ¿Cómo funciona un panel solar en una caravana o autocaravana?
- ¿Cómo afecta el clima a la energía solar?
- ¿Cómo funciona un panel solar cuando está nublado?
- ¿Funcionan los paneles solares por la noche?
- ¿Cómo puedo conseguir paneles solares?
¿De qué están hechos los paneles solares?
Aunque los paneles solares experimentales están hechos de todo tipo de materiales, los que se ven a diario están hechos de un conjunto de materiales bastante estándar.
[La estructura de uno de los paneles solares monocristalinos de Renogy]
El marco exterior de un panel solar es bastante simple: metal, plástico o, en ocasiones, goma para algunos de los modelos flexibles. Este es solo el contenedor que mantiene todo lo demás en su lugar.
El panel de superficie es un vidrio o plástico transparente con, y esta es la parte importante, un recubrimiento antirreflectante. El panel intenta dejar pasar la luz solar y absorber la mayor cantidad posible. Cualquier cosa que se refleje es un desperdicio.
Las células solares son los verdaderos caballos de batalla aquí. El galio o el boro se entrelazan con silicio cristalino y fósforo para formar un lingote de silicio. Una vez que estos componentes están unidos, son muy estables químicamente, así que no hay de qué preocuparse.
El cableado generalmente consiste en finos hilos de cobre u oro, para transportar la electricidad fuera del panel solar. Estos metales son particularmente buenos para permitir que los electrones pasen a través de ellos.
¿Cómo funciona un sistema de paneles solares?
Albert Einstein ganó el Premio Nobel por descifrar esto, ¡pero tú aprendes el secreto gratis!
Cuando un haz de luz solar pasa a través del panel de superficie y golpea una célula solar, expulsa un electrón. Esto se llama efecto fotoeléctrico. Como semiconductor, el silicio actúa simplemente como un medio que permite que la energía de la luz rompa los enlaces de los electrones para que puedan fluir libremente por un cable.
Esta es la razón por la que los paneles solares que producen energía se llaman fotovoltaicos, mientras que los paneles dedicados a convertir la luz solar directamente en calor se llaman solares térmicos.
Para obtener más información, lea Cómo funciona el sistema solar..
¿Cómo generan electricidad los paneles solares?
Un electrón libre no puede alimentar mucho. Entonces, ¿cómo generan electricidad los paneles solares en cantidades que realmente importen?
Cada celda solar tiene millones de ubicaciones microscópicas donde puede absorber luz y generar el efecto fotoeléctrico. Multiplique este efecto en toda la superficie de un panel solar, y nuevamente en muchos paneles solares, ¡y podrá crear una gran cantidad de energía! Por lo tanto, el sistema debe regularse de alguna manera. Por lo general, ese es uno de los muchos trabajos que realiza un inversor solar.
La función principal de un inversor solar es convertir este flujo de electricidad de CC en una onda eléctrica de CA que sus electrodomésticos puedan usar. Si el sistema de paneles solares produce más energía de la que necesita en ese momento, el flujo de CC excedente también podría dirigirse a una batería solar, para almacenarla y usarla más tarde. En algunas configuraciones, cualquier energía que se desperdiciaría se vende automáticamente a la red eléctrica, lo que le permite ganar un poco de dinero y permite que otra persona aproveche la electricidad que se habría desperdiciado.
Para una inmersión más profunda en la industria, el Departamento de Energía del gobierno de EE. UU. lo tiene cubierto. O puede leer nuestro otro artículo Cómo producen energía los paneles solares.
¿Cómo funcionan los paneles solares en una casa?
Cuando se montan en una casa, los paneles solares se angulan en la dirección donde captarán la mayor cantidad de luz solar posible durante todo el día. Así, por ejemplo, en el hemisferio norte, los paneles solares se angulan en una dirección algo hacia el sur, captando la mayor cantidad de luz posible a medida que el sol pasa de este a oeste.
[Diagrama de cómo funciona un panel solar]
Los lugares altos, como los tejados de las casas, son la opción normal para montar paneles solares. Pero los garajes, los jardines o las tierras de cultivo sombreadas (también conocidos como agrisolares) y los anexos son todos candidatos para paneles solares.
El sitio del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del gobierno de EE. UU. puede ayudarle a rastrear lo que llamamos "horas pico de sol". Suponiendo que sus paneles solares estén inclinados correctamente, las horas pico de sol son la forma en que determina aproximadamente cuánta energía produce en un día promedio.
Por ejemplo: Supongamos que tiene una instalación solar de 4 kilovatios en su casa. Y en su parte del país, obtiene 5 horas pico de sol. Eso significa que produciría alrededor de 20 kWh de electricidad en un día promedio. Si tiene una batería solar, parte o toda esa energía excedente se almacenará para usarla más tarde.
Las horas pico de sol son más largas en verano y más cortas en invierno, por lo que obtendrá más rendimiento en mayo, junio, julio y agosto. En noviembre, diciembre, enero y febrero, su producción de energía será la más baja. Pero no se preocupe, no está completamente fuera de la red. Si no produce suficiente energía para todas sus actividades, extraerá energía de su compañía eléctrica como de costumbre.
Toda esta actividad es capturada por un medidor solar. El medidor comúnmente le indica cuánta energía solar produjo, cuánto usó o almacenó, cuánto se vendió a la red y cuánta energía necesitó extraer de la red ese día.
¿Cómo funciona un panel solar en una caravana o autocaravana?
La historia es similar para las instalaciones solares móviles. Generalmente, querrá que sus paneles estén montados lo más alto posible, como en el techo de un vehículo. Querrá un camino despejado hacia el cielo, particularmente hacia el sur si está acampando en los EE. UU. o Canadá.
Una diferencia con los paneles solares en una caravana o autocaravana es que también puede elegir tener paneles solares flexibles. Estos se pueden colocar estratégicamente para captar la mayor cantidad de luz solar posible, incluso en terrenos más difíciles.
Es mucho más probable que desee una batería solar cuando esté de viaje. Poder hacer funcionar uno o dos electrodomésticos incluso cuando está fuera de la red puede salvarle la vida. Sin el respaldo de la compañía eléctrica, lo que genere en un día es su asignación total de energía. Por lo tanto, desea capturar y almacenar tanta energía como pueda durante las horas pico de sol.
¿Cómo se calcula el número de paneles solares y el tamaño de la batería que necesita? Utilice una calculadora solar para averiguar cuánta energía consume cada uno de sus electrodomésticos.
¿Cómo funcionan los paneles solares? - Preguntas frecuentes (FAQ)
¿Cómo afecta el clima a la energía solar?
Cualquier cosa que haga que el cielo esté oscuro o nublado afectará la captación solar… pero quizás no tanto como cree. La energía solar puede funcionar con todas las frecuencias de luz visible, por lo que seguirá obteniendo algo de generación de energía en días nublados. Pero, por supuesto, generará la mayor cantidad de energía solar en días hermosos y despejados.
¿Cómo funciona un panel solar cuando está nublado?
Las nubes actúan como un espejo desde la perspectiva del sol, reflejando la energía de vuelta al espacio en lugar de dejar que llegue al suelo. Esto se llama "efecto albedo". Pero cualquier energía que pase a través de la capa de nubes todavía está disponible. Notará que un día nublado rara vez es tan oscuro como la noche real, lo que significa que la luz está pasando. Por lo tanto, el porcentaje de luz solar que atraviesa las nubes puede desencadenar el efecto fotovoltaico y generar algo de electricidad.
Para más detalles, puede leer ¿Funcionan los paneles solares en días nublados?.
¿Funcionan los paneles solares por la noche?
Los paneles solares normales no funcionan por la noche. Pero científicos de la Universidad de Stanford han descubierto una forma de utilizar la refrigeración radiativa de un panel solar experimental para generar una pequeña cantidad de electricidad por la noche. Podría ser suficiente para encender una bombilla LED o cargar parcialmente un teléfono móvil. Se están realizando más estudios para ver si hay aplicaciones más amplias.
¿Cómo puedo conseguir paneles solares?
La mejor manera de conseguir paneles solares para su hogar o RV es hablar con expertos que puedan sugerirle sistemas en los que todos los componentes funcionen bien juntos.
Renogy cuenta con un equipo de expertos que pueden guiarle a través de todo el proceso de compra e instalación de paneles solares. Podemos hacerle algunas preguntas sobre su configuración eléctrica actual, o podemos usar los resultados de su calculadora solar para sugerirle un excelente sistema de paneles solares.
O puede echar un vistazo a algunos de los kits solares preseleccionados que están disponibles. Estos componentes en particular han sido seleccionados y agrupados porque sabemos que todos funcionan juntos sin problemas. Una vez que se selecciona un kit base, se puede expandir para aumentar el número de paneles solares hasta la cantidad máxima para ese inversor solar en particular. Y puede seleccionar una batería de 12 V o una batería de 48 V para almacenar energía.
Obtenga más información sobre Renogy aquí, o contáctenos en su sitio web para obtener más información.
Artículos relacionados:
Qué tan eficientes son los paneles solares: una guía breve
Construyendo un sistema solar fuera de la red con su hijo para combatir la ansiedad climática
Paneles solares para acampar: todo lo que necesita saber
Presentamos el Renogy ONE! Instalación y configuración básica
5 beneficios de la energía solar para el medio ambiente y para usted
