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Paneles solares

En los últimos años las condiciones climáticas han cambiado drásticamente, inundaciones, huracanes, terremotos, ect. Estos cambios se deben en gran parte al efecto invernadero generado por las emisiones tóxicas liberadas por las miles de empresas en todo el mundo.

Paneles solares

Una alternativa para reducir estos efectos dañinos a la atmósfera es la utilización de dispositivos llamados paneles solares. Los beneficios de estos dispositivos es que ayudan a producir electricidad y agua caliente libre de emisiones tóxicas que producen grandes daños al medio ambiente.

¿Que es un panel solar?

Los paneles solares son dispositivos cuyo objetivo es la producción de electricidad y agua caliente para uso sanitario. Los paneles fotovoltaicos utilizan una tecnología que les permite transformar los rayos solares (fotones) en electricidad y el calor para el calentamiento de agua.

Los paneles solares fotovoltaicos, transforman la luz solar en electricidad mediante el uso de celdas fotovoltaicas dónde se produce el efecto fotovoltaico.

Los paneles solares térmicos, absorben el calor y calientan un líquido que luego se utiliza para calentar el agua.

¿Cómo funcionan los paneles solares?

Vamos a analizar como es el funcionamiento de los paneles solares fotovoltaicos y los paneles solares térmicos, cada uno tiene un funcionamiento diferente.

Cómo funciona un panel solar fotovoltaico

Un panel solar es un dispositivo que recoge la luz solar y la convierte en electricidad. Una gran cantidad de células solares están montadas en un panel y están hechas de silicio que consta de dos capas. Una corriente eléctrica fluye entre estas dos capas bajo la influencia de la luz solar. La corriente (corriente continua) se convierte posteriormente en corriente alterna mediante un inversor. Una versión más barata utiliza silicio amorfo. Las capas son mucho más delgadas

Este tipo de paneles de energia solar utiliza lo que se llama efecto fotoeléctrico. Esto se manifiesta cuando ciertos materiales son golpeados por la luz. Cuando esto sucede, liberan electrones.

Paneles solares

Un panel solar fotovoltaico está formado por varias células de silicio. Normalmente, de 60 a 62 de estas celdas solares se ensamblan para formar placas solares

El paneles de luz solar consta de dos capas. Estos están conectados entre sí por cables conductores. La capa superior tiene un exceso de electrones, mientras que la de abajo tiene un déficit de electrones.

¿Cuál es la necesidad de estas dos capas? Para crear lo que se llama una diferencia de potencial. Esto es lo que permite la creación de una corriente eléctrica. Este fenómeno bien conocido se observa en particular en las baterías.

Paneles solares fotovoltaicos

Concretamente, la luz formada por fotones incidirá en el panel. Aquí es cuando ocurre el efecto fotoeléctrico. Los electrones liberados en el impacto pasarán a través de las capas y producirán corriente eléctrica.

Solo en promedio el 20% de la energía del sol se convierte en electricidad con este tipo de paneles, el resto se transforma en calor y se pierde.

Tipos de células fotovoltaicas

El tipo de células fotovoltaicas puede variar de un panel solar a otro. Estas diferencias dependen de la calidad del silicio utilizado en su fabricación. Por tanto, debemos estar atentos, porque las diferencias de rendimiento son importantes.

Las células de silicio monocristalino son las más caras. También son los que mejor rendimiento tienen. Esto está entre el 18 y el 24%.

Luego, las células de silicio policristalino. Tanto su eficiencia como su coste son menores. Va del 14 al 18%.

Finalmente, las células de silicio amorfo son las que tienen la peor eficiencia. Está entre el 5 y el 7%. Por supuesto, estas son las celdas más baratas.

¿Cómo funciona un panel solar térmico?

Hemos visto cómo funcionan los paneles solares fotovoltaicos. Veamos ahora los colectores solares térmicos.

Mientras que los paneles fotovoltaicos transforman la luz solar en electricidad, los paneles solares térmicos la transforman en calor.

En consecuencia, su uso responde principalmente a las necesidades de agua caliente sanitaria. También se utilizan para sistemas de calefacción como la calefacción solar. Un suelo radiante, por ejemplo, puede beneficiarse de este tipo de instalación.

Veamos cómo funciona un panel solar térmico. Primero, la luz atraviesa colectores de vidrio plano. Entonces golpea lo que se llama un absorbedor. El porcentaje de luz absorbida es entonces del 80 al 90%.

Los rayos que inciden en el absorbedor se transforman en calor. Si el absorbedor capta tan bien el calor del sol, está oscuro.

Quizás se pregunte cómo se utiliza este calor así producido. Se transmite a un refrigerante (que transporta calor) por el absorbedor. Esto es posible gracias a un efecto de conducción en el panel.

Para que el efecto de conducción del fluido caloportador se desarrolle sin pérdidas, es necesario instalar un aislamiento. Esto evita la pérdida de energía por contacto con el aire exterior.

¿De qué están hechos los paneles solares?

El silicio es un elemento de la química que se indica con el símbolo Si (ver: Wikipedia ). Es un metaloide gris oscuro, si eso es lo que dices. El silicio fue descubierto por Antoine Lavoisier en 1787.

Más tarde Hymphry Davy lo vio como una conexión. En el año 1811 quedó claro que era un elemento. Louis Gay-Lussac obtuvo un silicio amorfo impuro a partir de un tetrafluoruro de silicio calentándolo en presencia de potasio.

En el año 1824 fue Jöns Jacob Berzelius quien obtuvo silicio puro utilizando el mismo método que Louis Guy Lussac. Lavó el resultado varias veces. El nombre de silicio proviene del latín flint, que también significa pedernal.

¿Cuáles son los tipos de paneles solares?

Cuando hablamos de paneles solares debemos distinguir entre los tipos de paneles solares, fotovoltaicos y térmicos. Su funcionamiento es completamente diferente y su finalidad también.

A continuación haremos esta distinción:

Paneles solares fotovoltaicos:

Entre los paneles solares fotovoltaicos debemos distinguir los siguientes tipos:

 

Paneles solares monocristalinos

Paneles solares monocristalinos

Se caracterizan por la mayor eficiencia (del 17% al 22%) y para su producción se utilizan cristales de silicio individuales. Tienen un color negro característico y están formados por finas placas poligonales. Los paneles monocristalinos son perfectos para situaciones en las que tenemos un área limitada y mucha luz solar. Sus ventajas son: muy buena resistencia a las inclemencias del tiempo, durabilidad y la eficiencia mencionada. Cabe señalar, sin embargo, que esta es una de las soluciones más caras cuando se trata de instalaciones fotovoltaicas .

 

Paneles solares policristalinos

Paneles solares policristalinos

Estos son módulos que conectan muchos cristales de silicio. Se caracterizan por un color azul, y la disposición de los azulejos cuadrados utiliza toda la superficie de la célula fotovoltaica. Tienen menor eficiencia que los paneles monocristalinos (del 14% al 16%) y, por lo tanto, también requieren un área de instalación más grande. Los paneles policristalinos son perfectos para menos luz solar.

Por eso son las instalaciones más utilizadas en Polonia. La cantidad desigual de sol y la nubosidad frecuente a lo largo del año hacen que los paneles de este tipo sean más eficientes que los paneles fotovoltaicos monocristalinos. Las ventajas adicionales son su precio y durabilidad. Los paneles policristalinos de buena calidad pueden durar hasta 25 años.

Paneles de silicio amorfo

Paneles de silicio amorfo

El tipo de instalación menos común. Su rendimiento es extremadamente bajo y su rendimiento disminuye con el tiempo. Los paneles solares amorfos también son los más baratos, lo que puede considerarse su mayor ventaja. Son ligeros, flexibles y tienen un bajo grado de sensibilidad a las altas temperaturas, por lo que los cambios en el nivel de rendimiento no son muy notorios. Gracias a su sencillo montaje y bajo peso, se pueden utilizar en la fachada de edificios.

Paneles solares térmicos o colectores solares

Los colectores planos y tubulares se utilizan para generar energía en viviendas unifamiliares.

Colectores de placa plana:

Colectores de placa plana:

  • ordinario – de forma rectangular. En toda la superficie del colector hay una capa absorbente con tubos adyacentes. El medio de trabajo fluye a través de las tuberías, recibe calor del absorbedor calentado y lo transfiere al intercambiador de calor. Desde la parte superior, todo se cubre con una cubierta de vidrio templado o plástico. Los colectores de placa plana recogen la radiación directa.
  • vacío : se construyen como colectores de placa plana ordinarios, pero se crea un vacío alrededor del absorbedor. Como resultado, tienen pérdidas de calor muy bajas y su eficiencia es mayor que la de los colectores planos ordinarios. También absorben la radiación dispersa y son más eficientes que los colectores de placa plana ordinarios.

El colector de vacío no está amenazado de corrosión debido a la condensación de humedad en el interior y no entra polvo (gracias a la carcasa hermética). Gracias a ello, mantendrá una alta eficiencia en la obtención de calor de la radiación solar durante más tiempo, y tendremos que pagar menos por la preparación de agua caliente sanitaria.

Si el aislamiento no está hecho correctamente, con el tiempo puede entrar aire en el vacío. Luego, se debe reparar el aislamiento y volver a crear el vacío.

Colectores de tubo de vacío

Colectores de tubo de vacío

Tienen un absorbedor colocado en un tubo de vacío de vidrio, gracias al cual su eficiencia es superior a la de los colectores planos. Debido al hecho de que recogen el calor de la radiación difusa, calientan el agua incluso en invierno, cuando el cielo está nublado. Estos son los colectores más recomendados en términos de eficiencia energética .

En los colectores tubulares, el absorbedor se puede girar y alinear de manera óptima con el sol. Cada absorbedor debe colocarse manualmente en la posición óptima para el funcionamiento del dispositivo, recordando mantener el mismo ángulo de inclinación de todos los absorbedores.

Los dispositivos más populares de este grupo son los colectores de flujo directo que funcionan sobre la base de un tubo de calor.

  • con flujo directo del medio de trabajo : tienen dos tubos montados coaxialmente dentro de un tubo de vacío de vidrio. El medio frío interno fluye hacia el absorbedor, mientras que el medio calentado regresa al sistema a través del externo.
  • con tubos de calor : la energía de radiación solar se recibe del absorbedor durante la evaporación del líquido contenido en el tubo. Es un líquido que se evapora a baja temperatura, como el alcohol. Para que el alcohol circule fácilmente en el tubo de calor, el colector debe estar en un ángulo de mín. 20 °. Estos colectores son más eficientes que los de flujo directo del medio de trabajo.
  • concéntricos (los llamados espejos parabólicos CPC altamente reflectantes) : consisten en reflectores mediante los cuales la radiación solar se concentra dentro del colector como en una lente y se dirige a la tubería con el medio de trabajo. La forma del espejo aumenta la capacidad de absorber la radiación dispersada por las nubes, así como la radiación directa que llega al colector en un ángulo desfavorable. En estos colectores es posible obtener una temperatura muy elevada del medio calefactor, gracias a lo cual tienen la mayor eficiencia, aunque no requieren colocar cada tubería hacia el sol. La dirección de la ubicación de la casa en relación con las direcciones del mundo no importa: se puede orientar más hacia el este o hacia el oeste, y la eficiencia del colector será alta de todos modos.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los paneles solares?

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los paneles solares?

¿Está pensando en obtener energía de fuentes distintas a una central eléctrica? ¿Estás pensando en instalar paneles fotovoltaicos? Vea en qué se caracterizan y cuáles son las ventajas y desventajas de tal solución.

El sistema fotovoltaico se está volviendo cada vez más popular y existe un interés creciente en el método de obtención de energía de esta manera. La instalación de los paneles permite obtener electricidad gratis generada con ayuda de la energía solar. Esta tecnología se conoce como Fuentes de energía renovable. Gracias a las células solares colocadas en los paneles, los rayos del sol se convierten en electricidad. Esta solución trae muchos beneficios relacionados tanto con las facturas de luz como con la ecología. Sin embargo, también vale la pena mirar el otro lado, que son las desventajas de instalar este sistema.

Ventajas de los paneles fotovoltaicos

Una de las principales y más importantes ventajas de los paneles solares es el respeto al medio ambiente. Son una fuente de energía renovable, lo que significa que utilizan solo una fuente de energía natural, que es la radiación solar. Esta tecnología no interfiere con el medio ambiente natural y no causa ningún daño a la naturaleza. Además, no produce sustancias nocivas y se reduce la emisión de dióxido de carbono.

Otra ventaja importante es, por supuesto, el ahorro. A pesar de que la instalación es bastante cara, sus costes se amortizan después de unos años. Obtenemos energía gratuita de los rayos del sol que son recogidos por los paneles. Además, el exceso de electricidad se puede “vender” a la empresa de servicios públicos. De esta forma, obtenemos la cantidad adecuada de electricidad gratuita de la central eléctrica durante el asentamiento.

Además, la instalación de paneles fotovoltaicos es fácil y sin complicaciones. Solo es importante que los paneles estén en lugares suficientemente soleados. Pueden ubicarse en cualquier tipo de techo, así como en el suelo o en la pared. Solo recuerda la pendiente y la dirección correctas.

Desventajas de los paneles fotovoltaicos.

Una de las principales desventajas de esta instalación es el precio. Los costes de compra y montaje pueden ser considerables, pero conviene recordar que se amortizan con el tiempo. Además, el costo de los paneles se ha reducido significativamente a lo largo de los años y es posible obtener un subsidio. Después de todo, no todo el mundo puede permitirse este tipo de generación de electricidad.

Otra desventaja puede ser el problema con la ubicación de la instalación o con las condiciones climáticas. En primer lugar, los paneles deben ubicarse en un espacio sin sombra. Además, es bueno si están orientados al sur, en el ángulo correcto. Solo entonces tendremos la oportunidad de obtener el mejor rendimiento del equipo. Los factores climáticos también son importantes.

El valor de la radiación no es constante, lo que también afecta la eficiencia energética. Desafortunadamente, no siempre podemos predecir las condiciones climáticas, por lo que, además de los paneles, también debe tener otra fuente de energía: baterías o una conexión a la red eléctrica.