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Cómo funcionan los paneles solares

torcal

18/01/2022

Los paneles solares generan electricidad directamente a partir de la luz solar mediante lo que se conoce como efecto fotovoltaico (PV).

Los primeros paneles solares se inventaron en la década de 1950 y el principio básico de funcionamiento sigue siendo el mismo. Sin embargo, la eficiencia ha aumentado significativamente durante la última década.

Los paneles solares son un dispositivo relativamente simple compuesto por una serie de células solares intercaladas entre una placa de vidrio frontal y una lámina posterior de plástico, soportadas dentro de un marco de aluminio.

La luz del sol se compone de paquetes de energía

conocidos como fotones y cuando estos golpean las células solares, liberan electrones que fluyen hacia un circuito eléctrico.

La cantidad de electricidad que genera un panel solar es proporcional a la cantidad de luz solar o, más exactamente, a la irradiación, por lo que, naturalmente, durante el tiempo nublado, la generación solar disminuirá.

Sin embargo, se confunde con que los paneles solares funcionan con calor, pero esto es incorrecto, las temperaturas más altas. En realidad reducen la potencia de salida en una pequeña cantidad.

Los paneles solares solo requieren la luz del sol, pero aun así producen una pequeña cantidad de electricidad. Incluso cuando hace muy mal tiempo, pero cuanto más claras sean las nubes, mejor.

La energía eléctrica es la cantidad que produce un panel (o sistema) solar en un momento dado, y se mide en vatios o W (1000 vatios se denominan kilovatios o kW). La potencia potencial de un sistema solar también se mide en kW.

Por ejemplo, un sistema solar de 10kW es un sistema con paneles que pueden producir hasta (ya veces un poco más de) 10kW de electricidad de CC.

La energía eléctrica se mide en Watt-hora o Wh (1000Wh es igual a 1.0kWh). La cantidad de electricidad que usas en casa se mide en kWh en tu factura de electricidad. La corriente de electricidad que su sistema solar produce, o es capaz de producir, en un período de tiempo determinado también se mide en kWh.

El volumen de energía que puede producir cualquier panel solar depende de la ubicación del sistema y, específicamente, de la cantidad de sol que recibe esa ubicación.

Por ejemplo, un sistema solar de 10kW en el norte de España., con una instalación perfecta, puede esperar alrededor de 35kWh de energía en promedio por día durante todo el año. Mientras que un sistema de 10kW en el sur de España . Puede esperar producir hasta 55kWh por día, en promedio durante todo el año.

Poder vs Energía ⚡️⚡️⚡️

La energía eléctrica es la cantidad que produce un panel (o sistema) solar en un momento dado, y se mide en vatios o W (1000 vatios se denominan kilovatios o kW). La potencia potencial de un sistema solar también se mide en kW.

Por ejemplo, un sistema solar de 10kW es un sistema con paneles que pueden producir hasta (ya veces un poco más de) 10kW de electricidad de CC.

La energía eléctrica se mide en Watt-hora o Wh (1000Wh es igual a 1.0kWh). La cantidad de electricidad que usas en casa se mide en kWh en tu factura de electricidad. La corriente de electricidad que su sistema solar produce, o es capaz de producir, en un período de tiempo determinado también se mide en kWh.

El volumen de energía que puede producir cualquier panel solar depende de la ubicación del sistema y, específicamente, de la cantidad de sol que recibe esa ubicación.

Por ejemplo, un sistema solar de 10kW en el norte de España.

Por otro lado, con una instalación perfecta, puede esperar alrededor de 35kWh de energía en promedio por día durante todo el año. Mientras que un sistema de 10kW en el sur de España. puede esperar producir hasta 55kWh por día, en promedio durante todo el año.

El volumen de energía que puede producir cualquier panel solar depende de la ubicación del sistema y, específicamente, de la cantidad de sol que recibe esa ubicación.

Por ejemplo, un sistema solar de 10kW en el norte de España. Por otro lado, con una instalación perfecta, puede esperar alrededor de 35kWh de energía en promedio por día durante todo el año. Mientras que, un sistema de 10kW en el sur de España. puede esperar producir hasta 55kWh por día, en promedio durante todo el año.

Principales factores que afectan la potencia de salida de los paneles solares :

  • Luz solar – PV (o paneles fotovoltaicos) requieren luz para producir energía. Los factores que disminuyen la luz solar son:
    • Suciedad : los paneles sucios obstruyen la luz solar y reducen la potencia de salida.
    • Sombra : los árboles o los edificios pueden interponerse entre la luz del sol y los paneles.
    • Calor : puede esperar que el calor ayude en la producción solar, pero en realidad el calor es perjudicial para la producción. Las mejores condiciones son mucha luz y poco calor.
    • Posición de los paneles solares : el ángulo relativo a la trayectoria del sol y el acimut (dirección en la que miran los paneles) son un factor importante en la capacidad de los paneles para producir energía.

¿Cómo Se Fabrican Los Paneles Solares?

Las células solares fotovoltaicas, o células PV, se fabrican utilizando obleas de silicio cristalino que son similares a las obleas que se utilizan para fabricar procesadores de computadora. Las obleas de silicio pueden ser policristalinas o monocristalinas y se producen utilizando varios métodos de fabricación diferentes. El tipo más eficiente es el monocristalino (mono) que se fabrica mediante el conocido proceso Czochralski. Este proceso consume más energía en comparación con el policristalino (poli) y, por lo tanto, es más costoso de producir. lee mas sobre el autoconsumo.

Las obleas policristalinas son un poco menos eficientes y se fabrican mediante varios procesos de purificación seguidos de un método de fundición más simple y de menor costo. Las células monocristalinas o monocristalinas fundidas también han ido ganando popularidad debido al proceso de fundición de bajo coste que se utiliza para fabricar las células monocristalinas fundidas. Sin embargo, las obleas mono fundidas no son tan eficientes y las obleas mono puras se fabrican mediante el proceso Czochralski.

  • Células de silicio monocristalino : máxima eficiencia y mayor coste
  • Las Células de monosilicio fundido : alta eficiencia y menor costo
  • Y Células de silicio policristalino : menor eficiencia y menor costo

¿Es Mi Techo Adecuado Para La Energía Solar?

Para determinar si su techo es adecuado para la energía solar, hay algunas consideraciones clave que primero debe evaluar:

  • ¿Tienes tu propio espacio en el techo?
  • ¿Parte de su techo mira hacia el norte, oeste o este en el hemisferio sur, o hacia el sur, oeste o este en el hemisferio norte? ¿Y ese espacio del techo está sin sombra la mayor parte del día, la mayor parte del año?
  • ¿Hay suficiente área sin sombra para colocar 8 o más paneles solares? (Aproximadamente 12 metros cuadrados o 130 pies cuadrados)

Si respondió afirmativamente a todo lo anterior , probablemente pueda instalar un sistema solar productivo en su casa. Sin embargo, hay algunos otros factores que pueden influir en la viabilidad o el costo de la instalación. También deberíamos echar un vistazo más de cerca a algunas de esas preguntas.

Orientación del techo

El tamaño del techo, el ángulo y la orientación del panel solar son importantes.

En el hemisferio sur, un techo orientado al norte es óptimo para la producción solar durante todo el día (orientado al sur en el hemisferio norte).

Dependiendo de la inclinación del techo, un techo orientado al oeste o al este disminuirá la producción solar a lo largo del día en aproximadamente un 15 % en comparación con el nivel óptimo.

La orientación perfecta de los paneles solares

Tener energía solar en un techo orientado al este o al oeste no es ideal si está en casa todo el día para usar su energía solar, o si recibe una buena tarifa de alimentación (o medición neta, consulte el próximo capítulo para obtener más información al respecto).

Sin embargo, tampoco es un factor decisivo si solo tiene un techo orientado al este o al oeste, porque el 15% no es una cantidad enorme, además, los paneles solares son bastante baratos en estos días, por lo que siempre puede sobredimensionar el inversor (poner más kW de paneles que el tamaño del inversor) con el fin de ir de alguna manera para contrarrestar la pérdida de la dirección del techo.

Además, si no le pagan mucho por la energía solar que exporta y no está en casa durante todo el día, es posible que prefiera instalar energía solar en su techo orientado al este o al oeste. Esto se debe a que el sol sale por el este y se pone por el oeste (en ambos hemisferios), lo que significa que un sistema solar orientado al este producirá más energía por la mañana y un sistema orientado al oeste producirá más por la noche. Por lo tanto, si usa la mayor parte de su energía por la mañana y por la noche, consumirá más de su propia energía solar si tiene una instalación orientada al este y/o al oeste.

¿Cuál es el mejor ángulo de inclinación de los paneles solares?

El ángulo de instalación del panel solar juega un papel importante en el rendimiento de un sistema solar. En general, los paneles solares se montan al ras del techo, por lo que el ángulo del techo determina el ángulo de los paneles. Por lo general, esto es adecuado, siempre que el techo mire aproximadamente en la dirección correcta, como se explicó en la sección anterior.

Sin embargo, si tiene un techo relativamente plano. Entonces, los paneles deben instalarse en marcos inclinados que se pueden colocar para mirar hacia la orientación deseada.

Como guía general, el ángulo mínimo de inclinación solar debe ser de 15 grados con respecto a la horizontal para permitir que el agua se escurra. También, ayuda a eliminar el polvo, la suciedad o las hojas.

El ángulo de inclinación óptimo para obtener el máximo rendimiento durante todo el año suele estar determinado por la latitud de su ubicación. Por ejemplo, Sydney Australia tiene una latitud de unos 34º, por lo que el ángulo de inclinación óptimo es de aproximadamente 30º a 35º. Cuanto más lejos esté del ecuador, mayor será el ángulo de inclinación óptimo. Esto se vuelve cada vez más importante una vez que pasas los 40º de latitud, ya que la cantidad de luz solar disminuye drásticamente durante los meses de invierno y el sol está mucho más cerca del horizonte, incluso en la mitad del día, por lo que cuanto mayor sea el ángulo de inclinación, mejor será el invierno. rendimiento.

Cómo el sombreado afecta los paneles solares

Los paneles con sombra parcial o total pueden reducir significativamente el rendimiento de su sistema.

Se puede decir mucho sobre la protección solar, sin embargo, lo más importante que debe saber es que sus paneles solares no generarán energía cuando estén protegidos por la sombra. Si tiene árboles grandes y hermosos alrededor de su casa que brindan mucha sombra en el verano, entonces comprar un sistema solar puede ser una pérdida de dinero.

Si el sombreado parcial es un problema, existen varios dispositivos complementarios inteligentes que pueden ayudar a superar cualquier problema de rendimiento asociado.

Las sombras en los paneles solares

Los cálculos son demasiado complejos para entrar aquí en cuanto a si la sombra en su casa es un factor decisivo o no. Es suficiente decir que si obtiene una cantidad decente de sol en parte de su techo durante la mayor parte del año, entonces probablemente valga la pena obtener energía solar.

Cualquier compañía solar decente debería poder darle una idea precisa de cuánta energía producirá su sistema y cuánto se verá afectado por la sombra.

Si el sombreado parcial es un problema , existen varios dispositivos complementarios inteligentes que pueden ayudar a superar cualquier problema de rendimiento asociado.

En la mayoría de las instalaciones solares, los paneles están unidos entre sí en lo que se conoce como una cadena.

Las cadenas de paneles solares funcionan juntas, pero desafortunadamente, debido a las características eléctricas de las celdas solares. Por otro lado, cualquier panel sombreado reducirá la potencia de salida de toda la cadena, incluso si solo la mitad de un panel está sombreada.

Los microinversores

Afortunadamente, hay varias maneras de solucionar este problema. La forma más común es usar un dispositivo conocido como optimizador de energía. Estos son pequeños dispositivos adicionales que se conectan a la parte posterior de un panel solar y esencialmente evitan los paneles sombreados. Si el sombreado es más severo, la siguiente mejor opción es usar microinversores que permiten que cada panel funcione de forma independiente.

Además, una tecnología de paneles solares relativamente nueva conocida como celdas divididas o celdas de medio corte. Esto permite que la parte superior e inferior del panel solar funcionen de manera independiente.

Esto significa que si la mitad inferior de algunos paneles solares está sombreada, no tendrá un impacto tan grande en el rendimiento. Y el sistema solar podrá seguir funcionando; lea más sobre la última tecnología de paneles solares .

tipo de techo

Los instaladores profesionales pueden instalar un sistema solar en la mayoría de los tipos de techos, sin embargo, hay algunos techos que no son adecuados. La pizarra, por ejemplo, puede resultar muy difícil y la fibra de vidrio generalmente no es posible. Hay soportes de montaje especiales y sistemas de montaje diseñados específicamente para los diferentes tipos de techos y estructuras.

La inclinación de su techo también puede generar costos adicionales durante la instalación. Si tiene un techo empinado, puede ser peligroso instalarlo. Lo que, significa que los instaladores pueden necesitar equipo especial de acceso y seguridad (esto puede agregar cientos de dólares). Asimismo, si el techo es de difícil acceso, los instaladores pueden necesitar equipos especiales de acceso o grúas. Si el techo es plano, o casi plano, es probable que necesite estanterías de inclinación adicionales para orientar los paneles en la dirección del sol.

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