¿CÓMO FUNCIONA UN PANEL SOLAR?

Constantemente el sol irradia energía alrededor de la tierra la cual se estima que es de aproximadamente 173.000 Terawatts {Tw}.

El consumo de energía estimado en el planeta es de 3Tw lo que quiere indicar que el sol genera aproximadamente 63.000 veces lo que consume la tierra.

Esta cantidad de energía sería suficiente para proveer de electricidad a todo el universo de forma gratuita y limpia.

La energía que se percibe del sol, la recibimos como luz solar la cual es considerada una forma de radiación electromagnética compuesta de «Fotones».

Durante el día, estamos siendo propagados constantemente por esta energía y para fortuna mundial, existe una herramienta que nos permite capturarla y es el PANEL SOLAR.

¿QUE ES UN PANEL SOLAR?

Es una conexión de recuadros llamadas celdas solares, las cuales están compuestas de una capa muy delgada de silicio el cual es un MATERIAL SEMICONDUCTOR.

¿CÓMO FUNCIONA UN PANEL SOLAR?

En un panel solar se utiliza una capa de silicio dopada con electrones y la otra con huecos por lo cual el panel solar está compuesto tanto de un material tipo N y otro de tipo P, a este punto te preguntarás: Oh será que puedo fabricar un panel solar a partir de un diodo semiconductor?.

En este punto podemos aplicar un voltaje de polarización al dispositivo para que haga desplazar a los electrones, sin embargo esa tarea es realizada por los fotones emitidos por el sol y tienen la fuerza suficiente para hacer desplazar a los electrones libres de la capa N haciendo que éstos se vayan por los huecos produciendo así un voltaje o diferencia de potencial.

Si conectamos una batería en los extremos de las capas, éstos comenzarán a cargarse por eso el panel solar entregará corriente directa.

Los paneles solares están construidos de tal forma de que la capa N se encuentra altamente dopada con electrones y es más pequeña en comparación a la capa P la cual se encuentra ligeramente dopada con huecos.

Esto se hace de esta forma porque en varios desarrollos se ha encontrado que el panel solar es altamente eficaz sin embargo los paneles solares no aprovechan al 100% toda la energía proveniente del sol.

El mejor panel solar tiene una eficiencia del 45% y los que actualmente están disponibles en el mercado tienen una eficiencia de entre el 5 y el 20%. 

Lo anterior se debe a que no toda la luz es absorbida ya que alguna parte de ésta se refleja.

La luz que incide debe ser directa

Los fotones emitidos algunas veces no son suficientes para hacer mover los electrones del material semiconductor de los paneles solares.

En zonas donde hay muchos días nublados o escasa luz, no es recomendable el uso de paneles solares.

CONEXIÓN TÍPICA DE UN PANEL SOLAR.

sistema panel solar
Figura 1. Conexión de paneles solares.

 

Como se puede apreciar en la figura 1 el sistema de paneles solares va conectado a un control de carga, un conjunto de baterías que están dispuestas en paralelo para ofrecer más corriente de salida a la entrada del inversor de voltaje y finalmente va conectado a un inversor que lo que hace es entregar un voltaje de salida de corriente alterna AC a partir de un voltaje de corriente directa.

La corriente de salida debe ser lo suficientemente alta como para alimentar equipos electrónicos que manejen alto consumo en corriente como lo son planchas, neveras, calefactores.

¿QUE ES UN REGULADOR DE CARGA SOLAR?

Es un sistema propio de los paneles solares y básicamente sirve para limitar el voltaje de carga y de descarga que requieren las baterías y mantenerlo completamente estable con el fin de evitar daños en el panel solar.

Mantiene el estado estable del voltaje de la batería y evita daños en el sistema fotovoltaico y la batería ya que la mantiene operando a niveles de voltaje adecuados.

regulador de carga solar
Figura 2. Regulador de carga solar.

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