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¿Qué son las celdas solares?

Las células o bien celdas solares son dispositivos que transforman energía solar en electricidad, así sea de forma directa vía el efecto fotovoltaico, o bien de manera indirecta a través de la anterior conversión de energía solar a calor o bien a energía química.

La manera más habitual de las celdas solares se fundamenta en el efecto fotovoltaico, en el que la luz que incide sobre un dispositivo semiconductor de 2 capas genera una diferencia del fotovoltaje o bien del potencial entre las capas. Este voltaje es capaz de conducir una corriente por medio de un circuito externo de modo de generar trabajo útil.

¿De qué manera marchan las celdas fotovoltaicas?

Una celda fotovoltaica transforma la energía solar en eléctrica, mas ¿de qué manera?

Descubrimientos de la celdas solares

La historia de las celdas fotovoltaicas empezó con el descubrimiento del efecto fotoeléctrico en el año mil ochocientos treinta y nueve por el francés Alexandre-Edmond Becquerel, quien puso cloruro de plata en una solución ácida, la alumbró y le conectó unos electrodos de platino, con lo que produjo corriente eléctrica.

Para mil ochocientos ochenta y tres, Converses Fritts creó la primera celda solar que aparte del semiconductor contenía una delgada capa de oro. Este dispositivo logró una eficacia del 1 por ciento . Desde entonces se ha experimentado con diferentes materiales semiconductores (materiales que conducen una ligera carga eléctrica) para elevar la eficacia de las celdas fotovoltaicas hasta las que conocemos hoy día.

Una celda fotovoltaica es un dispositivo electrónico que transforma la energía lumínica, la luz, en energía eléctrica. O sea, absorbe los fotones de la luz para liberar electrones que puede emplear en una corriente eléctrica. Los paneles solares no son más que múltiples celdas trabajando de manera conjunta para producir un mayor potencial eléctrico. Ciertos paneles cuentan con treinta y seis o bien más celdas.

Efecto fotoeléctrico

El interrogante que deberíamos contestar ahora sería ¿cómo marcha una celda fotovoltaica precisamente? Estos dispositivos están hechos de 2 géneros de materiales semiconductores, uno de carga positiva (p) y otro de carga negativa (n). Cuando son expuestos a la luz dejan que un fotón de la luz solar “arranque” un electrón, el electrón libre deja un “hueco” que va a ser llenado por otro electrón que por su parte fue arrancado de su átomo.

El trabajo de la celda es provocar que los electrones libres vayan de un material semiconductor a otro en pos de un “hueco” que atestar. Esto genera una diferencia de potencial y por lo tanto una corriente eléctrica, esto es, que se generará un flujo de electricidad del punto de mayor potencial al de menor potencial hasta el momento en que en los 2 puntos el potencial sea exactamente el mismo.

La energía solar se ha extendido en distintos países como una fuente esencial de electricidad, asimismo es considerada como una de las fuentes de energía para el futuro, debido a que el sol es un recurso inacabable y a que este género de energía no genera restos. En nuestros días la eficacia de las celdas solares se halla alrededor del doce por ciento conforme las condiciones climáticas y el material de que estén constituidas. Las menos eficaces dan un seis por ciento , al tiempo que, en el laboratorio, se ha conseguido una eficacia del cuarenta y dos por ciento .

La eficacia de una celda o bien un panel debe ver con múltiples factores, uno de ellos, lógicamente, es el material semiconductor que escoja el fabricante. Además de esto, tiene suma importancia qué porcentaje de la luz del sol que llega hasta la celda es reflejada por ella y desaprovechada. Tan relevante es este factor de reflexión que se han desarrollado revestimientos singulares capaces de absorber la luz de forma uniforme con independencia del ángulo del panel respecto al sol.

La energía solar depende mucho de la latitud en que se instalen los paneles; puesto que conforme esta puede aprovecharse aproximadamente el potencial de los rayos solares. La eficacia de una instalación va a depender de la orientación y la inclinación del dispositivo cara la luz solar.

En un panel solar común podemos hallar diferentes capas:

  • Cubierta de vidrio temperado.
  • Múltiples subcapas de materal encapsulante que resguarda las células; puesto que tienen una alta transmisión de la radiación y una baja degradabilidad a lo largo del tiempo.
  • Celdas fotovoltáicas.
  • Cubiertas siguientes de TEDLAR o bien vidrio por norma general opacas y de color claro para reflejar la luz que traspasó las celdas. Esto causa que la luz regrese al frente del panel y que pase nuevamente por las celdas hasta ser absorbida.
  • Un marco de acero inoxidable o bien aluminio anodizado que sosten el conjunto.

Estructura de una celda solar

Las celdas solares de silicio pueden ser de tipo monocristalinas, policristalinas o bien informes. La diferencia entre ellas se encuentra en la manera como los átomos de silicio están preparados, o sea, en la estructura cristalina. Existe, además de esto, una diferencia en la eficacia. Por eficacia se comprende el porcentaje de luz solar que es transformado en electricidad. Las celdas solares de silicio monocristalino y policristalino tienen prácticamente exactamente el mismo y más alto nivel de eficacia respecto a las de silicio informe.

Una celda solar habitual está compuesta de capas. Primero hay una capa de contacto siguiente y, entonces, 2 capas de silicio. En la parte superior se hallan los contactos de metal frontales con una capa de antireflexión, que da a la celda solar su habitual color azul.

A lo largo de la última década, se ha estado desarrollando nuevos géneros de celdas solares de materiales diferentes, entre aquéllas que hallamos, por servirnos de un ejemplo, a las celdas de película delgada y a las celdas de CIS (diseleniuro de indio de cobre) y CdTe (telururo de cadmio). Estas están empezado a ser comercializadas.

Los paneles fotovoltaicos pueden implantarse de diferentes formas

Aplicaciones autónomas

Son aquellas en las que los paneles proveen el sitio en el que recogen la energía solar; como abastecimientos de hogares o bien iluminado público.

Aplicaciones en red

Son aplicaciones en las que la energía generada no se consume en exactamente el mismo lugar de producción, sino se vende al país al que pertenezca la instalación, como los “parques” o bien “huertos” solares.

México es uno de los cinco países en el planeta con mayor potencial de radiación solar (cinco kWh/m² al día), lo que lo transforma en un lugar ideal para invertir en este género de tecnología. La energía solar depende mucho de la latitud en que se instalen los paneles; puesto que conforme esta puede aprovecharse aproximadamente el potencial de los rayos solares. La eficacia de una instalación va a depender en buena medida de la orientación y la inclinación del dispositivo cara la luz solar.