Los paneles solares son cada vez más conocidos, pero pocos saben cómo funcionan realmente. Fuente de la imagen: Science Alert

Mires donde mires, cada vez aparecen más paneles solares. La mayoría de las personas ya saben que los paneles solares generan electricidad y que pueden instalarse en casas y negocios para ahorrar dinero en las facturas de electricidad.

No obstante, si eres de esos curiosos que se preguntan “¿cómo funcionan los paneles solares?”, sigue leyendo, ya que vamos a descubrir algunos de los misterios que rodean a la energía solar en este artículo.

Cómo funcionan los paneles solares: empezando por el principio

Primero, hablemos del sol. Es un reactor nuclear gigante a 93 millones de millas de nosotros que está continuamente arrojando energía en todas las direcciones en forma de pequeños paquetes llamados fotones.

A la superficie de la tierra llegan suficientes fotones cada hora como para proporcionar más energía de la que consumimos en el mundo en un año entero.

El truco está en aprovechar esa energía de manera útil, que es exactamente lo que hacen los paneles solares.

¿Cómo funcionan los paneles solares para convertir la luz del sol en electricidad?

Un panel solar es una colección de muchas células fotovoltaicas (FV) que están cubiertas por un vidrio protector y sujetas por un marco de metal. Es por esto que el nombre oficial de un panel solar es “módulo FV”. Estas células solares FV están hechas de un material semiconductor, normalmente silicio, que se corta en capas super finas.

Cada célula FV tiene una capa positiva y una capa negativa. La capa negativa tiene más electrones y la capa positiva tiene espacio para esos electrones. La electricidad son electrones en movimiento por lo que, para que un panel solar genere electricidad, tan solo necesitamos un poco de energía para que esos electrones se suelten y fluyan de la capa negativa a la positiva.

Aquí es donde entra el sol. Los fotones que emite el sol y que inciden en la superficie del planeta durante todo el día son la clave para contestar a la pregunta de cómo funcionan los paneles solares.

La energía de esos fotones suelta los electrones del lado negativo de la célula FV y los pone en movimiento, lo que quiere decir que ahora tenemos electricidad fluyendo. Esto se conoce como el efecto fotovoltaico.

No obstante, esto es solo el principio de la historia. Para entender cómo funcionan los paneles solares tenemos que saber que esos electrones necesitan un camino que seguir y la electricidad tiene que estar en una forma que pueda ser utilizada para nuestra casa. Entonces, ¿esto cómo sucede?

El camino que creamos para los electrones se llama circuito. Cuando abandonan la capa negativa de la célula FV, queremos que fluyan a través de nuestras cargas (como las luces y los electrodomésticos) para que puedan proporcionarles energía mientras hacen el recorrido hasta la capa positiva de la célula FV.

El flujo de la electricidad es importante

Los paneles solares producen electricidad de corriente continua (CC), pero la electricidad que usamos en nuestras casas es de corriente alterna (CA). Para solucionar este problema, tenemos que añadir un inversor a nuestro circuito. Así, el inversor convierte la energía de CC en energía de CA.

El inversor es un factor clave a la hora de entender cómo funcionan los paneles solares, ya que sin un inversor no podemos hacer mucho con la energía que generan los paneles.

Hay inversores de muchas formas y tamaños, y el que debes usar depende de algunos factores, entre los que se incluyen:

• El costo: los microinversores producen más energía, pero suelen ser más costosos.
• Si una parte del arreglo solar tendrá o no sombra: si se usa un inversor monofásico, la sombra puede provocar grandes caídas de producción.

Los dos tipos principales de inversores son los microinversores y los inversores monofásicos.

Microinversores

Los microinversores son pequeños aparatos que se pueden montar justo debajo de un panel solar. Están diseñados para gestionar la energía eléctrica de solo uno o, a veces, dos paneles solares, convirtiendo la CC en CA al momento. Algunos fabricantes crean los paneles solares con microinversores ya integrados en el diseño y los llaman “módulos de CA”.

Inversores monofásicos

Los inversores monofásicos, también conocidos como inversores centrales, son más grandes y están diseñados para convertir la CC de muchos módulos fotovoltaicos. Los hay de tamaños tan pequeños como 3 kilovatios, que funcionarían para unos 10 o 12 paneles, y tan grandes como 5 megavatios, que pueden convertir la energía de hasta unos 20,000 paneles solares.

Con este tipo de inversores monofásicos conectarías todos los paneles solares en una secuencia en serie y alimentarías con un voltaje CC al inversor. Después, el inversor lo convierte en voltaje de CA apropiado para la casa o negocio en el se instale el sistema.

¿Qué es la eficiencia solar y qué significa realmente?

El índice de eficiencia mide el porcentaje de luz solar que incide en las células solares y que se convierte en electricidad utilizable. Cuanta mayor sea la eficiencia, menos área tendrán que cubrir tus paneles solares para cubrir tus requisitos energéticos, pero mayor será el precio.

Algunas personas asocian mejores niveles de eficiencia con paneles de mejor calidad, pero esto no tiene por qué ser necesariamente verdad. Un índice de eficiencia más alto significa que tu sistema de energía solar ocupará menos espacio en tu tejado. Por ello, aquellos que viven en áreas de alta densidad y tienen un espacio muy limitado para la energía solar suelen preocuparse más por los niveles de eficiencia.

En resumen: ¿cómo funcionan los paneles solares?

Para terminar la explicación de cómo funcionan los paneles solares, en un sistema estándar conectado a la red eléctrica, la electricidad de CA que proviene del inversor suministra a la casa o el negocio. Esta energía de CA proporciona electricidad a las cargas eléctricas, como las luces, los electrodomésticos, las computadoras, los aires acondicionados y otras máquinas.

Con la medición neta, si los paneles solares están generando más electricidad de la que usan esas cargas, el excedente de energía se devuelve a la empresa de suministro. Este excedente de energía lo monitoriza el medidor eléctrico, y el proveedor te dará créditos por ella. Si las cargas necesitan más energía de la que generan los paneles solares, entonces esa energía extra proviene de la empresa de suministro y usas los créditos que has ido acumulando.

A final de mes, la empresa eléctrica te dará los créditos equivalentes a la energía que les has enviado y te cobrará por la electricidad que has usado.

Puedes leer más sobre cómo funciona la medición neta aquí.

Ahora que tienes la respuesta a “¿cómo funcionan los paneles solares?”, puedes empezar a buscar una empresa de energía solar local para que te instale un sistema de paneles solares.