Introducción
En los últimos tiempos, hemos notado un aumento importante en la preocupación por el cambio climático y la búsqueda de fuentes de energía más respetuosas con el medio ambiente. Esto ha creado un gran interés en las paneles fotovoltaicos. ¿Qué son? Son tecnologías que usan la luz del sol para generar electricidad de manera limpia y sostenible. Son una herramienta que lucha contra los problemas energéticos que enfrentamos en el siglo XXI.
En este artículo, vamos a entrar en la información sobre el mundo de las paneles fotovoltaicos, desde cómo funcionan hasta cómo se colocan y cuánto cuestan. También vamos a reflexionar sobre cómo su uso puede ayudar a hacer de nuestro mundo un lugar más limpio y sostenible. Así que, únete a nosotros en este viaje a través de la tecnología detrás de las paneles fotovoltaicos y su impacto en la forma en que creamos y usamos la energía.
Índice de contenidos
Funcionamiento básico
Los paneles fotovoltaicos, comúnmente conocidos como paneles solares, son dispositivos hechos para convertir la energía solar en electricidad utilizable. Su funcionamiento básico se basa en el principio del efecto fotovoltaico, que fue descubierto por Alexandre-Edmond Becquerel en 1839.
Cada placa fotovoltaica está compuesta por múltiples células solares, que a su vez están hechas de materiales semiconductores, generalmente silicio. Cuando los fotones de la luz solar golpean estas células, liberan electrones en el material semiconductor. Estos electrones liberados crean un flujo de corriente eléctrica en un circuito conectado a las células, generando así electricidad.
Para aprovechar al máximo esta electricidad creada, los paneles fotovoltaicos están diseñadas con una estructura de capas semiconductoras que crean un gradiente de carga eléctrica. Esto permite que los electrones fluyan de manera controlada y se recojan en los cables conductores. Un inversor convierte luego la corriente continua (CC) generada por las placas en corriente alterna (CA) utilizada en la mayoría de los dispositivos y sistemas eléctricos.
El funcionamiento de los paneles fotovoltaicos es simple pero efectivo, permitiendo el cambio de la energía solar en una fuente de electricidad limpia y sostenible. Se reduce así nuestra dependencia de los combustibles fósiles y contribuyendo a la mitigación del cambio climático.
Razones para instalar paneles fotovoltaicos
La energía solar fotovoltaica realmente es rentable, si sabes aprovechar todo su potencial. La autoproducción de electricidad es una ventaja considerable, pero no es la única. Entre las razones que más se tienen en cuenta a la hora de pasarse a la energía verde:
- El costo de la factura de energía eléctrica es muy alto.
- El suministro de energía eléctrica es inestable.
- No hay conexión a la red eléctrica nacional: lugares muy remotos.
- Otras fuentes son contaminantes: plantas eléctricas de gas, gasolina...
- El mantenimiento es mínimo: se recomienda limpiar los paneles al menos una o dos veces al año. De esta forma siempre asegura un alto rendimiento para su sistema.
- Hay incentivos legales y/o económicos: créditos o ayudas para colocar paneles fotovoltaicos, bajada de impuestos, posibilidad de vender energía a la red o a terceros...
Tipos de paneles fotovoltaicos
Existen varios tipos de paneles fotovoltaicos, cada uno con sus propias características y aplicaciones específicas. Los más comunes se pueden dividir según las caras de captación solar y su tecnología. Aquí está la información sobre cada una de los paneles fotovoltaicos.
Según las caras de captación solar
Existen dos tipos, los monofaciales y los bifaciales. En los primeras, la luz se capta a través de la cara superior, mientras que la inferior es opaca. Es la primera imagen que se nos viene a la cabeza cuando hablamos de paneles fotovoltaicos. Por otro lado están las bifaciales. En su caso, la luz se capta por dos caras con el objetivo de que se genere más electricidad.
Según su tecnología
Pueden ser monocristalinos, policristalinos y de película delgada. Los monocristalinos son los que más se usan y se conocen por su apariencia de color negro plano y de forma cuadrada con las esquinas cortadas. Los policristalinos son populares entre aquellos que quieren poner paneles fotovoltaicos con un presupuesto limitado. Tienen un color azul y su fabricación es menos eficaz que la de los monocristalinos. Por último, los de película delgada son más fáciles de colocar al ser más ligeros y flexibles. Su color es negro sólido y no tiene los contornos normales de células. Es el más usado para las operaciones a gran escala.
¿De qué están hechos los paneles fotovoltaicos?
La mayoría de los paneles solares del mercado están creados principalmente con silicio, sin importar si se trata de paneles monocristalinos o policristalinos.
La información sobre la estructura de estas placas fotovoltaicas se divide en varias partes clave, de dentro afuera:
- Caja de conexiones: desvía el flujo de electrones creado por las células fotovoltaicas y lo dirige hacia un inversor. Este inversor transforma la corriente continua creada en corriente alterna que se usa en hogares y sistemas de luz tradicionales.
- Hoja posterior: actuando como aislante, esta capa posterior ayuda a mantener la integridad y la eficiencia del panel solar.
- Capa de células fotovoltaicas: encontramos el silicio, material principal de las células solares. En esta capa, los fotones, partículas de luz, entran en contacto con los electrones del silicio y generan electricidad cuando la luz solar incide en ellas.
Otras partes
- Capas de encapsulado: estas capas tienen la función de retener y transmitir la radiación solar a las capas internas del panel. Ayudan a dirigir la energía solar hacia donde se necesita.
- Carcasa de vidrio: esta capa de vidrio actúa como una cubierta protectora que protege el panel solar del tiempo adverso y otros factores ambientales dañinos.
- Marco de aluminio: esta es la parte exterior que aporta resistencia y dureza al panel solar para proteger sus parte interior.
Estas partes trabajan en conjunto para captar la luz solar y convertirla en electricidad que se usa en nuestros hogares y empresas, para utilizar al máximo la energía del sol de manera sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
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Mejores placas solares
Aquí encontrarás la información sobre las mejores marcas de paneles fotovoltaicos que se encuentran actualmente en el mercado. Tenemos en cuenta el estudio reciente hecho por nuestros expertos sobre los mejores paneles fotovoltaicos, el ranking lo inicia la marca Sharp con su modelo SHARP NU-JD445 de 445 W con una largura de 1.048 mm y un ancho de 2.108mm. La profundidad es de 35mm y pesa 25kg. El voltaje máximo del sistema es de 1.500V CC y cuenta con 144 células cortadas mono y un vidrio templado con bajo cantidad de hierro, antirreflejante y muy transmisivo de 2,2mm.
El segundo lugar lo ocupa el panel JA SOLAR JAM72S20445-470/MR de la marca JA Solar Technology. Tiene un tamaño de 2.112mm de ancho y 1.052mm de altura con una profundidad de 35mm. Emplea 144 células PERC y pesa 24,5kg. El voltaje máximo del sistema también es de 1.500V CC.
Jinko
Las dos otras placas a reseñar son de la marca Jinko. El modelo JINKO TIGER PRO 530W MONO HALF-CELL JKM530M-72HL4-V: cuenta con una largura de 2.274mm y un ancho de 1.134mm, este panel tiene una profundidad de 35mm. El número de células es de 144 y células cortadas mono.
Por último, el modelo JINKO JKM460M 60HL4 V una placa con un largo de 2.108mm y un ancho de 1.048mm. Observamos que cuenta con una profundidad mayor que el resto de placas con 40mm. Además, el número de células se baja hasta las 120, por lo que no tendrán el mismo voltaje que el resto de paneles.
Principales fabricantes de paneles fotovoltaicos
Con el auge de la energía verde y limpia, han nacido muchas empresas que se dedican a la fabricación de paneles fotovoltaicos, tales como Red Solar y SERAPHIM. Otras como LG o Panasonic han cambiado su actividad y ampliado la cartera de productos que ofrecen para unirse a la competencia en la creación de paneles.
Los principales fabricantes elegidos por la lista Tier-1 son Trina, Red Solar, LONGi, SERAPHIM y The Solar World Stain, CSUN y Amerisolar.
- Trina Solar: vendedor líder mundial de soluciones solares inteligentes. Ofrece productos, aplicaciones y servicios fotovoltaicos para el desarrollo sostenible global. Con su labor buscan popularizar la energía renovable y crear una mayor paridad de energía fotovoltaica.
- Red Solar: empresa creadora de componentes de potencia para su uso en instalaciones de generación de energía renovable como huertos solares, parques eólicos, centrales hidráulicas y automoción.
- LONGi: esta empresa china tiene como objetivo llegar a ser la empresa de tecnología solar más importante del mundo. Desarrollan soluciones innovadoras para el uso doméstico y a distintos sectores de la industria.
Más paneles importantes
- SERAPHIM: creador del módulo solar de primer nivel que se dedica a la producción y venta de productos solares tales como los paneles fotovoltaicos.
- The Solar World Stain: grupo español que desarrolla proyectos fotovoltaicos en varios países. Desarrollan una cartera de proyectos de más de 2,6 GW.
- CSUN: líder mundial en I+D y creador de materiales y paneles fotovoltaicos. Sus proyectos tienen una capacidad de diseño de 2,5GW.
- Amerisolar: empresa estadounidense creador de paneles fotovoltaicos que ha alcanzado una capacidad de producción de 500MW. Ofrecen sistemas solares mono y policristalinos.
¿Cuánto cuestan los paneles fotovoltaicos?
A la hora de decidir colocar paneles fotovoltaicos en una casa o una empresa, uno de los principales factores a tener en cuenta es el precio. Como ya hemos visto, existen distintos tipos de placas en función del fabricante y de la potencia que tenga el panel. El rango de precio oscila entre los 50€ y los 400€ por unidad. El precio de los paneles solares ha bajado de forma importante en los últimos años. Del mismo modo, hay que tener presente el coste de la instalación, que hace que el importe suba.
Este presupuesto varía en función de puntos clave que crean un precio final. Del mismo modo, los distintos organismos públicos crean subvenciones y ayudas que ayudan a que el coste de una instalación de paneles sea menor para el cliente.
¿Cuáles son los paneles fotovoltaicos más eficientes y rentables?
Hay tres claves que determinan la eficiencia y la rentabilidad de los paneles solares, y, por tanto, su precio de compra: el índice de absorción de la luz en las células, la disposición de la estructura cristalina del material celular y el costo de fabricación de los paneles.
En términos de eficiencia y rendimiento, los paneles de silicio monocristalino son la elección adecuada para cualquier tipo de instalación fotovoltaica. Tanto en residencias como en entornos de empresa. En segundo lugar, se encuentran los paneles policristalinos, mientras que los paneles de silicio amorfo o paneles de silicio de menor rendimiento son la opción que menos se indica, a pesar de su menor precio de compra.
Las mayores eficiencias se alcanzan mediante células que tienen arsenio y galio de manera unida en su fabricación. Este material, conocido por su estabilidad, no requiere de un gran espesor para brindar un rendimiento superior. A pesar de ser más baratos, materiales como el arsenio con cadmio, el arsenio con cobre y el azufre tienen una eficiencia y rendimiento muy bajos.
En lo que respeta al peso de los paneles, los avances de la tecnología en su fabricación ayudan a que sean cada vez más ligeros sin poner en riesgo sus prestaciones. Estas mejoras hacen posible, al mismo tiempo, el uso de materiales reciclados en su construcción.
Aplicaciones prácticas de la energía solar
Los paneles fotovoltaicos son dispositivos que usamos para convertir la luz del sol en electricidad. ¡Y tienen muchas formas de ayudarnos!
- Viviendas con energía solar: en algunas casas, ponen estas placas en el tejado para hacer su propia electricidad y ahorrar dinero en sus facturas de luz. Pueden compartir la electricidad extra con sus vecinos.
- Tiendas y empresas solares: las tiendas y las empresas grandes también usan estas placas para hacer electricidad y ser más amables con el planeta. Algunas ponen las placas en sus estacionamientos o en los tejados.
- Grandes centrales solares: en algunos lugares, hacen grandes parques de paneles fotovoltaicos para crear electricidad que llega a abastecer a comunidades enteras o ayudar a la red eléctrica.
- Sistemas de bombeo solar: en lugares lejanos, donde no hay electricidad, usan las placas solares para hacer funcionar bombas de agua y tener agua potable o regar los campos.
Por otra parte
- Carga de coches eléctricos: en las estaciones de carga para coches eléctricos, a veces usan estas placas para hacer la electricidad que necesitan para cargar los vehículos.
- Llevando luz a lugares lejanos: en lugares sin electricidad, como pueblos alejados, usan las placas solares para tener luz en las casas y cargar sus teléfonos.
- Gadgets portátiles y móviles: últimamente se han creado hasta mochilas y linternas con placas solares. Son útiles cuando estamos de excursión o en caso de emergencia.
- Satélites: en el espacio, donde no hay enchufes, los satélites usan estas placas para obtener energía del sol.
- Iluminación pública de calles: en algunas ciudades, las farolas funcionan con energía solar, lo que ahorra energía y dinero.
Estos usos nos enseñan la importancia de las paneles fotovoltaicos de formas diferentes en la generación de energía sostenible y en la reducción de la huella de carbono.
Paneles fotovoltaicos, una mirada hacia el futuro
Entre las mejoras potenciales que podrían verse en las placas solares se encuentra una mayor eficiencia, es decir, la capacidad de convertir la luz solar en electricidad. Se investigan nuevos materiales y tecnologías que aumenten la eficiencia de conversión. Significa que los paneles podrían generar más electricidad con la misma cantidad de luz solar.
Para que la energía solar sea más asequible, es importante encontrar maneras de hacer los paneles solares más baratos de crear. Esto implica mejorar la forma en que los fabricamos y usar materiales que sean más fáciles de conseguir y menos caros. También, al hacer esto, podemos hacer que los paneles solares duren más tiempo, lo que significa que la inversión en energía solar será beneficiosa durante mucho tiempo.
Los avances de la tecnología nos ayudan a crear paneles solares que son flexibles y portátiles, lo que significa que se pueden usar en muchas cosas diferentes, como ropa, mochilas y dispositivos electrónicos. Esto hace que sea más fácil usar la energía solar en nuestra vida cotidiana.
Otras mejoras posibles
El desarrollo de tecnologías de almacenamiento de energía, como baterías más eficientes y duraderas, es esencial. Sobre todo, para superar el desafío de la intermitencia solar y aprovechar al máximo la electricidad creada. Las mejoras en la eficiencia de las placas solares en condiciones de poca luz o climas menos soleados son esenciales para ampliar su uso en regiones con climas variables.
Las futuras mejoras en las placas solares también se centrarán en la integración en la infraestructura existente. Se cumple con la incorporación de paneles solares en edificios y carreteras para utilizar el espacio de manera más efectiva.
Se investigan métodos más efectivos para reciclar paneles solares al final de su vida útil. También se busca hacer que la fabricación y el ciclo de vida de los paneles sean más sostenibles. Otro aspecto es la mejora de la estética de los paneles solares, lo que puede hacer que sean más atractivos para la integración en edificios y entornos urbanos.
Esperamos que la información sobre paneles fotovoltaicos que acabas de leer te ayude a iniciar la transición hacia la energía verde.
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