Como funciona un panel solar

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Las células fotovoltaicas se encuentran entre capas de materiales semiconductores, como el silicio. Cada capa tiene diferentes propiedades electrónicas que se activan cuando reciben el impacto de los fotones de la luz solar, creando un campo eléctrico. Esto se conoce como efecto fotoeléctrico, y es lo que crea la corriente necesaria para producir electricidad.
Los paneles solares generan una corriente continua de electricidad. A continuación, se pasa por un inversor para convertirla en corriente alterna, que puede alimentar la red nacional o ser utilizada por el hogar o la empresa a la que están conectados los paneles solares.
Los paneles solares reaccionan al espectro de luz visible. Esto significa que, si hay suficiente luz para ver, hay suficiente luz para que los paneles solares empiecen a generar electricidad. Pero cuanto más fuerte sea la luz del sol, más energía generarán los paneles solares.
Los paneles solares producen más electricidad en verano, lo que puede hacer pensar que necesitan un clima más cálido para funcionar. Pero no es así, sino que la luz solar más intensa y las temperaturas más cálidas suelen ir de la mano. De hecho, si la temperatura es demasiado alta (o demasiado baja), los paneles solares pierden eficacia.

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La energía solar es crucial para nuestra supervivencia como especie y, afortunadamente, la industria está en auge. Desde que el Congreso aprobó una desgravación fiscal en 2006, la Asociación de la Industria de la Energía Solar (SEIA) afirma que el sector solar ha registrado una media de crecimiento anual del 50% en la última década. En la mayoría de los campos, eso sería una macro noticia. Pero la energía solar tiene una misión que va más allá de ganar dinero: se supone que debe salvar el planeta. No hay ningún plan para evitar que el calentamiento global provocado por el hombre deforme permanentemente el clima de la Tierra sin los paneles solares y la energía que pueden convertir. «El papel de las soluciones de energía renovable en la mitigación del cambio climático está demostrado», dice el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo. Algunos en la industria piensan que la energía solar crecerá un 6.500% como industria para 2050 con el fin de mitigar esa necesidad.
Pero a pesar de su importancia, los paneles solares siguen siendo un misterio. Rectángulos negros, rígidos y ligeramente amenazantes, no tienen ni el aspecto ni la sensación de ser salvadores. Las cascadas y presas majestuosas parecen heroicas, pero los paneles solares no. ¿Cómo funcionan los paneles solares? Para entender cómo los paneles solares de silicio producen electricidad, hay que pensar en el nivel atómico. El silicio tiene un número atómico de 14, lo que significa que tiene 14 protones en su centro y 14 electrones rodeando ese centro. Utilizando la clásica imagen de los círculos atómicos, hay tres círculos que se mueven alrededor del centro. El círculo más interno está lleno con dos electrones, y el círculo del medio está lleno con ocho.

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Dondequiera que se mire, se ven cada vez más paneles solares. La mayoría de la gente ya sabe que los paneles solares generan electricidad y que pueden instalarse en hogares y empresas para ahorrar dinero en la factura eléctrica.
Un panel solar es un conjunto de muchas células fotovoltaicas (FV) cubiertas por un vidrio protector y unidas por un marco metálico. Por eso el nombre oficial de un panel solar es «módulo FV». Estas células solares fotovoltaicas están hechas de material semiconductor, normalmente silicio, que se corta en láminas muy finas.
Los paneles solares tienen muchas capas. La capa de la célula fotovoltaica es la que produce la electricidad. Otras capas, como la de vidrio y la de encapsulante, están ahí para proteger las células fotovoltaicas para que los módulos puedan producir electricidad correctamente. Fuente de la imagen: Aurinka Photovoltaic Group
Cada célula fotovoltaica tiene una capa negativa y otra positiva. La capa negativa tiene electrones adicionales y la capa positiva tiene espacio para esos electrones. La electricidad es un movimiento de electrones, así que para que un panel solar genere electricidad sólo necesitamos algo de energía para soltar esos electrones y que fluyan de la capa negativa a la positiva.

cómo funcionan los paneles solares en una casa

La fotovoltaica es la conversión directa de la luz en electricidad a nivel atómico. Algunos materiales presentan una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico que hace que absorban fotones de luz y liberen electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, se produce una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad.
El efecto fotoeléctrico fue observado por primera vez por un físico francés, Edmund Bequerel, en 1839, que descubrió que ciertos materiales producían pequeñas cantidades de corriente eléctrica cuando se exponían a la luz. En 1905, Albert Einstein describió la naturaleza de la luz y el efecto fotoeléctrico en el que se basa la tecnología fotovoltaica, por lo que posteriormente obtuvo el premio Nobel de Física. El primer módulo fotovoltaico fue construido por los Laboratorios Bell en 1954. Se presentó como una batería solar y no pasó de ser una curiosidad, ya que era demasiado caro para su uso generalizado. En la década de 1960, la industria espacial comenzó a hacer el primer uso serio de la tecnología para proporcionar energía a bordo de las naves espaciales. Gracias a los programas espaciales, la tecnología avanzó, se estableció su fiabilidad y el coste empezó a disminuir. Durante la crisis energética de los años setenta, la tecnología fotovoltaica fue reconocida como fuente de energía para aplicaciones no espaciales.