Un panel solar es un elemento de las instalaciones solares. Su función es aprovechar la energía solar. También se le puede llamar módulo solar.
Existen paneles solares para la energía fotovoltaica y para la energía térmica. De este modo, distinguimos los siguientes tipos de paneles solares:
Los colectores solares se utilizan en instalaciones de energía solar térmica. Su función es utilizar la radiación solar para elevar la temperatura de un fluido caloportador.
Los paneles solares fotovoltaicos estan formados por un conjunto de celdas solares que convierten la luz solar en una corriente eléctrica.
En ambos casos, su objetivo es la producción de energía limpia mediante energías renovables.
¿Qué son los paneles solares fotovoltaicos?
El panel fotovoltaico está diseñado para la producción de electricidad. Los paneles estan compuestos por pequeñas celda solares que convierten la radiación del Sol en energía eléctrica gracias al efecto fotovoltaico.
Este tipo de panel solar está compuesto por materiales semiconductores que normalmente son derivados del silicio. Los paneles se construyen interponiendo dos capas de silicio en las que cada una está tratada de una forma especial para generar un campo eléctrico.
Cuando un fotón de la luz impacta contra estas capas hace saltar un electrón de un átomo de silicio. Los electrones sueltos fluyen en la misma dirección generando una corriente eléctrica debido al campo eléctrico creado.
Los paneles solares fotovoltaicos generan electricidad en forma de corriente continua y habitualmente van compañadps de conversores de corriente para obtener corriente alterna.
¿De qué material son los paneles solares?
En general las celdas solares están compuestas por silicio cristalino o arseniuro de galio. Los cristales de arseniuro de galio se crean para estos usos, mientras que los cristales de silicio también se producen para el consumo de la industria de la microelectrónica.
Dependiendo de la configuración del silicio de las celdas solares, las placas fotovoltaicas se clasifican en policristalinas, monocristalinas y placas solares de capa fina. Las principales diferencias entre ellas son el coste y la eficiencia.
Técnica de construcción de un panel solar
Una celda de silicio de 6 cm expuesta a una luz directa de 1 AU puede producir una corriente de 0,5 amperios a 0,5 voltios. El arseniuro de galio es aún más eficiente que el silicio.
El cristal se corta en pequeños discos y se pule para eliminar el peligro de corte. Luego, se insertan los dopantes en los discos y los controladores metálicos se depositan en cada superficie: un pequeño conector en la superficie que mira al sol y un conector en el otro lado.
Los paneles solares están construidos con estas células cortadas en formas apropiadas. Ademnás, están protegidas contra la radiación y otros daños al aplicar una capa de vidrio y cementadas sobre un sustrato (ya sea un panel rígido o flexible).
Las conexiones eléctricas se realizan en serie-paralelo para determinar el voltaje de salida total y deben tener una capa protectora debe ser un conductor térmico.
¿Cuántas células fotovoltaicas tiene un panel solar?
Aunque cada célula fotovoltaica proporciona poca cantidad de energía, un conjunto de células solares puede generar suficiente energía para ser útil.
Las configuraciones más habituales de células solares son las siguientes
Paneles solares de 36 células: este tipo de panel es el más compacto del mercado y la opción más recomentdada en instalaciones aisladas pequeñas. Las 36 células solares para generan una tensión de salida de 12 voltios.
Paneles solares de 60 células. Utiliza 60 células solares para obtener una tensión de salida superior a 24 V.
Paneles solares de 72 células. Este tipo de módulo fotovoltaico conecta 72 células solares para obtener una tensión superior a 24V y se utilizan principalmente en instalaciones de conexión a la red eléctrica.
¿Qué son los colectores solares?
Los colectores solares forman parte de las instalaciones de energía solar térmica.
Este tipo de panel solar funcionan haciendo circular un fluido dentro de él. El panel capta la energía calorífica del sol. Este fluido, se calienta al circular por dentro del colector.
Tipos de colectores solares
Existen diferentes tipos de colectores solares. Su uso depende de la aplicación donde se va a usar:
Colectores de baja temperatura: los tipos más habituales son los colectores solares planoes y los colectors de tubos de vacío.
Colectores de alta temperatura: normalmente son concentradores solares de espejo parabólico, espejos planos (o lentes Fresnel lineales).
Colectores de muy alta temperatura utilizados en centrales solares térmicas. Actualmente se hace con campos de espejos planos orientables que dirigen la radiación solar en un mismo punto focal.
¿Para qué sirve un panel solar? Ejemplos de aplicaciones
La instalación de paneles solares sirve para generar electricidad o generar calor. En ambos casos, los usos y aplicaciones de paneles solares son prácticamente ilimitados.
A continuación presentamos algunos ejemplos de placas solares fotovoltaicas:
En electrónica portátil, los paneles solaes se utilizan para proporcionar electricidad y recargar baterías de diversos productos electrónicos de consumo, como por ejemplo las calculadoras.
La carga de baterías de los coches eléctricos se puede hacer mediante energía solar. Los coches pueden llevar su propia placa solar, pero es más habitual utilizarlas en las estaciones de carga.
Energía para edificios. Los paneles solares de gran tamaño, como los colectores solares, se usan ampliamente en regiones tropicales y subtropicales con una gran cantidad de días soleados.
Uso en el espacio. Las baterías solares son una de las principales formas de generar energía eléctrica en las naves espaciales. Estas baterías funcionan durante mucho tiempo sin el consumo de ningún material. Al mismo tiempo son ecológicas, a diferencia de las fuentes de energía nuclear y de radioisótopos.
Las aplicaciones principales de los colectores solares son:
Obtener agua caliente sanitaria.
Proporcionar calor para un sistema de calefacción en una vivienda o un edificio.
Producción de electricidad a gran escala en centrales térmicas de vapor.
