Tanto si eliges un panel solar para tu casa en la ciudad o en una localidad remota, ayuda tener un conocimiento básico de los distintos tipos de módulos de celdas solares, así como de las ventajas e inconvenientes de cada uno. Sin embargo, antes de nada, también ayuda repasar la ciencia que hay detrás de su tecnología solar, las células fotovoltaicas.
¿Y cómo funcionan los paneles solares? EnerLife está aquí para explicar la ciencia que hay detrás de las celdas solares fotovoltaicas que componen nuestros paneles solares, de forma fácil de entender. ¿Estás preparado? Comencemos.
Primero, ¿qué son las celdas solares?
En términos sencillos, una celda solar capta la energía del sol y la transforma en energía eléctrica. Complementando, gran parte de las celdas solares se fabrican con silicio, un elemento químico que se encuentra en la arena. Las celdas solares, que tienen forma octogonal y dan un tono azulado, suelen ser organizadas en módulos solares más grandes, que luego se convierten en lo que conocemos como unidades de paneles solares que se colocan en nuestras casas, empresas u otros lugares. Las celdas solares también pueden añadirse a productos portátiles más pequeños que funcionan con energía solar, como un cargador de teléfono o una lámpara de exterior.
¿Cómo funcionan las celdas solares?
Bien, ahora que sabes qué son las celdas solares, pasemos a la verdadera pregunta: ¿cómo funcionan las celdas solares? Lo cierto es que es muy parecido a una batería. Pero a diferencia de una batería que obtiene su electricidad a partir de químicos, las celdas solares utilizan la energía del sol capturando la luz. Esta luz está compuesta por fotones, partículas superdiminutas dentro de los haces de luz solar, que abundan, por decirlo de alguna manera. Nuestro planeta nunca se quedará sin fotones, a diferencia de otros recursos energéticos insostenibles como el gas o el petróleo.
Entonces, las celdas solares capturan los fotones, pero ¿Qué viene después? ¿Cómo transforma una celda solar estos fotones en energía que utilizamos a diario?
Para empezar, hay que saber que cada celda solar es capaz de generar una cantidad limitada de voltios (según su tipo). Por eso hay que organizar los módulos de celdas solares en paneles solares más grandes. Y, además, tienes que entender cómo crean electricidad los paneles solares.
Cuando la energía del sol, los fotones, llegan a la celda solar, sus átomos básicamente se sacuden los electrones. Los paneles solares fotovoltaicos cuentan con un semiconductor a lo largo de la capa positiva (silicio de tipo P) y negativa (silicio de tipo N) de una celda solar, y cuando los electrones desprendidos llegan al inversor, que convierte la corriente continua (DC) en corriente alterna (AC), éste puede transformar los electrones en una corriente eléctrica, de forma muy parecida a como lo hace una batería. Los sistemas de celdas solares también capturan la energía y la almacenan en una batería solar para su uso continuo, incluso cuando no brilla el sol.
Con este de este circuito, puedes hacer funcionar cualquier cosa con energía eléctrica dentro de la casa o donde lo necesites. Si tienes varios módulos de paneles solares unidos y cableados, se crea un conjunto solar. Más paneles = más energía. ¡Voila!
¿Cómo funcionan las celdas solares cuando hay mal tiempo?
Está claro que las celdas solares funcionan mejor en un día soleado. Pero, ¿Cómo funcionan las celdas solares cuando el tiempo empeora o simplemente está nublado? Y, ¿juega la temperatura un papel importante? No es ningún misterio que las condiciones meteorológicas pueden tener un impacto negativo en los sistemas de energía solar, pero exploremos esto un poco más.
Lo ideal es un día soleado para producir mucha energía solar. Pero hay que tener en cuenta que los paneles solares no son del todo eficientes en el calor del verano. Por el contrario, los paneles solares son más eficientes en un día soleado de invierno. ¿Por qué? Dado que los paneles solares son esencialmente un dispositivo electrónico, generarán menos voltaje y electricidad a medida que el día se calienta y las temperaturas suben. Sin embargo, el hecho de que los paneles solares funcionen de forma más eficiente con temperaturas más bajas no significa que produzcan más electricidad. Las nubes también pueden afectar a la producción, y en verano el sol está presente durante mucho más tiempo y hay menos nubes. En definitiva, aunque los paneles solares son más eficientes cuando hace frío, un día de verano más soleado generará más electricidad.
Por supuesto, no podemos hablar del tiempo sin hablar de los climas regionales. Ciertas regiones, como en el norte del país, siempre tendrán más días soleados que el resto del país. Así que la suposición general es que ciertas regiones de Chile (la zona austral, por ejemplo) no son tan buenos candidatos para la energía solar. Sin embargo, el mal tiempo no es realmente un factor.
En resumen: los paneles solares pueden seguir obteniendo electricidad en un día nublado (de la misma manera que podemos quemarnos debido a la radiación solar), pero se necesitan paneles solares de alta calidad adecuados para hacer el trabajo. A continuación, hablaremos de ello.
Diferentes tipos de celdas y paneles solares
Ahora que ya sabes cómo funcionan las celdas solares, vamos a hablar de los distintos tipos de tecnología de celdas y paneles solares. Existen tres tecnologías fotovoltaicas diferentes: monocristalina (también conocida como silicio monocristalino), policristalina y de película fina. A continuación, nos adentraremos en cada una de ellas para ayudarte a entender mejor qué estilo de panel solar es el más adecuado para tu residencia o negocio.
Celdas solares de silicio cristalino
De los tres tipos de celdas solares, hay dos versiones de silicio cristalino: monocristalino y policristalino. Se trata de la tecnología solar fotovoltaica más común y, a menudo, de lo que se piensa cuando se habla de paneles solares.
Celdas solares monocristalinas (de un solo cristal)
Inventadas en 1955, las celdas solares monocristalinas fueron la primera tecnología solar fotovoltaica. Cortadas a partir de una única fuente de cristal de silicio azul oscuro, en contraposición a una mezcla como la policristalina, las celdas solares monocristalinas son más duraderas, aunque ambas son igualmente fiables. Las celdas solares monocristalinas se cortan en forma de oblea totalmente redondeada (a veces recortada), minimizando los residuos y manteniendo su forma circular para optimizar el sol de forma eficiente. En general, las celdas solares monocristalinas son más eficientes, con la excepción de las mono-PERC, en las que nos adentraremos más adelante.
Celdas solares policristalinas
Las celdas solares policristalinas se fabrican con el mismo material de silicio. Sin embargo, a diferencia de las monocristalinas, que se cortan en forma de disco circular, las celdas solares policristalinas se fabrican con silicio fundido, que se vierte en un molde de bloque cuadrado y se corta en obleas cuadradas. Una vez que el silicio policristalino fundido se enfría, se cristaliza y emite un efecto de gema azul jaspeada. Las celdas solares policristalinas tienen una eficiencia menor que las monocristalinas.
El proceso de fabricación del policristalino también puede variar. Hoy en día, se pueden encontrar paneles solares policristalinos con crecimiento de cintas y películas cristalinas sobre vidrio. En conjunto, los módulos de silicio cristalino son extremadamente duraderos y ofrecen largas garantías (la mayoría ofrecen garantías de 25 años). Al comparar los paneles solares monocristalinos y policristalinos, hay que tener en cuenta que los monocristalinos suelen ser de menor tamaño por watt de potencia y que los policristalinos son más asequibles (aunque ligeramente).
Pero espera, ¿qué son las celdas solares PERC?
Al investigar las celdas solares monocristalinas, es posible que encuentre las llamadas celdas mono PERC. ¿Cuál es la diferencia? En términos básicos, un panel solar mono PERC es una versión más eficiente del monocristalino.
La celda trasera y emisora pasivada (PERC) es una capa adicional pasivada que se añade a la parte trasera de la celda solar, que ayuda a reflejar los rayos del sol de vuelta al módulo de celdas solares, dándole un impulso extra. Las celdas solares PERL resultan muy útiles, sobre todo cuando más se necesitan, como en condiciones de poca luz o cuando el espacio de montaje es limitado.
Por suerte, esta capa pasivada puede aplicarse tanto a las celdas solares monocristalinas como a las policristalinas como una sencilla modificación y realizarse con el mismo equipo de paneles solares (aunque las monocristalinas son mucho más comunes y eficientes). Como modificación sencilla, se pueden añadir celdas solares PERC para crear una mayor eficiencia.
Celdas solares de película fina (amorfas)
Además de las celdas solares cristalinas, existen las celdas solares de película fina. A diferencia de las celdas solares mono y poli en forma de disco, las celdas solares de película delgada son celdas fotovoltaicas que están hechas de un silicio súper delgado o a veces de teluro de cadmio. Esta capa microscópica minimiza el uso de silicio, que hace que las celdas solares de película fina sean más sostenibles. Esta capa superfina de silicio de las celdas solares se puede aplicar a paneles de metal y vidrio, lo que elimina el proceso de fabricación en obleas y la necesidad de ensamblarlas.
¿Cómo se pueden utilizar las células solares de capa fina? Al utilizar este proceso de acristalamiento de plástico, estos paneles finos ofrecen una flexibilidad suprema y son más ligeros que sus homólogos cristalinos. También son bastante duraderos. Además, se ha descubierto que algunas celdas solares de película fina superan a sus primos cristalinos en condiciones de poca luz, por lo que son mejores para regiones con días más nublados.
Sin embargo, las celdas solares de película fina y sus paneles solares tienen algunos inconvenientes. Para empezar, no ofrecen la misma eficiencia. Para satisfacer tus necesidades de energía eléctrica, tendrás que instalar más paneles de los que necesitarías si instalaras un panel de celdas solares cristalinas.
Las celdas solares de capa fina y sus paneles solares tampoco son tan duraderos. Al ser sólo una capa microscópica de silicio, puede llegar a romperse y degradarse a lo largo de su vida. Sin embargo, la tecnología de película fina de silicio avanza cada año, por lo que hay que tomar estas palabras con cautela, ya que podrían llegar a ser tan resistentes como el silicio cristalino. ¿Podrán llegar a ser más resistentes? Tendremos que esperar y ver. Por ahora, el silicio cristalino es el preferido para la energía fotovoltaica.
La energía solar es importante, ahora más que nunca
Las celdas y los paneles solares aportan una enorme cantidad de energía gracias a la fuerza del sol. Sobre nuestro planeta llueven unos 173.000 teravatios de energía solar, lo que supone 10.000 veces más de lo que podríamos necesitar. Y por lo que sabemos, el sol está aquí para quedarse, a diferencia de los recursos no renovables como los combustibles fósiles.
Capturar la energía renovable del sol y transformarla en electricidad para alimentar nuestros hogares y empresas puede ser un gran paso para reducir nuestra huella de carbono y combatir el cambio climático en su conjunto. Tenemos el potencial, ¿qué nos lo impide?
En EnerLife estamos para ayudarte.
Ofrecemos soluciones de instalación personalizadas y asistencia técnica, para que siempre sepas a quién acudir en busca de ayuda. Ponte en contacto con nosotros hoy mismo para obtener más información.
On-Grid vs Off-Grid
