Como funciona un sistema de celdas solares

¬ŅC√≥mo funciona un sistema de celdas solares?

Cada vez m√°s personas utilizan¬†la energ√≠a solar para ahorrar costes energ√©ticos¬†y aliviar el medio ambiente.¬†Pero, ¬Ņc√≥mo funciona¬†realmente¬†un¬†sistema de celdas solares?¬†La¬†funci√≥n del sistema fotovoltaico¬†es b√°sicamente la misma, independientemente de si se trata de un peque√Īo sistema solar en una casa unifamiliar o un sistema industrial.

En principio, un sistema solar fotovoltaico conectado a la red funciona de manera muy simple:

  • Mientras la luz incide sobre las c√©lulas solares, generan corriente continua a partir de ellas.
  • Las c√©lulas solares individuales est√°n interconectadas para formar m√≥dulos solares m√°s grandes.
  • Los m√≥dulos solares individuales est√°n a su vez interconectados para formar un generador solar.
  • La corriente continua generada se convierte en corriente alterna con la ayuda del inversor.
  • Gracias a la conversi√≥n, la corriente alterna se puede alimentar directamente a la red el√©ctrica p√ļblica o privada, reduciendo as√≠ sus propios costes de electricidad.

¬ŅC√≥mo funciona la c√©lula solar individual de un sistema solar fotovoltaico?

Casi el 95 por ciento de todas las células solares están hechas de silicio de arena de cuarzo. El silicio es uno de los elementos naturales más comunes que se encuentran en el estrato terrestre, el silicio se considera inagotable. Para formar una oblea de silicio a partir de la arena de cuarzo, origen natural del silicio, la arena de cuarzo debe primero limpiarse y cristalizarse. Luego, el producto terminado se corta en obleas, se contamina de manera selectiva y se le proporcionan pistas conductoras. Estas son necesarias para transportar electricidad.

Si la luz incide sobre la oblea de silicio, se liberan electrones.¬†Para poder utilizar estos electrones, la parte superior e inferior de cada celda individual deben estar espec√≠ficamente contaminadas con diferentes √°tomos extra√Īos.¬†Aqu√≠ se utilizan a menudo boro y f√≥sforo.¬†Gracias a la contaminaci√≥n dirigida de la celda, los electrones (portadores de carga negativa) se acumulan en un lado y los protones (portadores de carga positiva) en el otro lado.¬†De esta forma, se crean un polo positivo y negativo, que se pueden comparar con una bater√≠a.¬†Si luego se conecta un dispositivo de consumo, la corriente fluye.

Las celdas peque√Īas son tan funcionales que pueden generar electricidad incluso con niveles de luz bajos, como cuando hay mal tiempo o est√°n los cielos nublados. Sin embargo, la intensidad de la corriente es siempre proporcional a la intensidad de la luz incidente. An√°logamente, esto significa:

Cuanto mayor es la radiación solar, más energía solar produce el sistema fotovoltaico.

Sin embargo, el voltaje de la c√©lula solar se comporta independientemente de la incidencia de la luz o la radiaci√≥n solar.¬†El voltaje de una celda de silicio es continuamente de 0,6 voltios.¬†Sin embargo, la fuerza de la corriente depende del tama√Īo de la celda.¬†Una celda solar com√ļn que mide 15 x 15 cent√≠metros genera un promedio de alrededor de 5,5 amperios de electricidad.¬†Con total incidencia de luz, una sola celda tiene una potencia de alrededor de 3,4 vatios.

Cómo funciona la célula solar individual de un sistema solar fotovoltaico

Diferentes tecnologías de células solares de un sistema solar fotovoltaico

Generalmente hay tres tipos de células diferentes. Los tipos de cristal incluyen:

  1. Las Células solares monocristalinas
  2. Las Células solares tipo policristalinas
  3. Las Células solares amorfas

La célula solar monocristalina

célula solar monocristalina

Las células de silicio monocristalino están hechas de un material semiconductor de alta pureza. Se extraen barras monocristalinas de la masa fundida de silicio y luego se cortan en rodajas finas de 0,25 milímetros. Este proceso de fabricación especial garantiza un alto nivel de eficiencia. La eficiencia de la célula solar monocristalina alcanza entre el 14 y el 16 por ciento.

La célula solar policristalina

célula solar policristalina

Las c√©lulas policristalinas son algo m√°s econ√≥micas de fabricar.¬†Para la producci√≥n de c√©lulas solares policristalinas, primero se vierte silicio l√≠quido en bloques.¬†Al solidificarse, una estructura t√≠pica de flor de hielo emerge de una gran cantidad de cristales individuales.¬†Esta estructura cristalina se forma en diferentes tama√Īos.¬†Los defectos aparecen en los l√≠mites exteriores.¬†Debido a estos defectos cristalinos, la eficiencia de una c√©lula solar policristalina es solo del 13 al 15 por ciento. Por tanto, la c√©lula solar monocristalina es m√°s eficaz que la c√©lula solar policristalina.

Las células solares amorfas / células de película delgada

células solares amorfas

Las c√©lulas solares amorfas tambi√©n se conocen como c√©lulas de pel√≠cula fina.¬†Durante la producci√≥n, los semiconductores fotoactivos se aplican como una capa delgada a un panel de vidrio.¬†Conectadas directamente a los m√≥dulos, las c√©lulas solares amorfas se sellan herm√©ticamente con una segunda placa de vidrio.¬†El espesor de las capas es inferior a¬†1 ¬Ķm.¬†Debido a los menores costos de material, los costos de producci√≥n tambi√©n son esencialmente menores.

Los módulos solares de película delgada son una opción económica para usar energía solar, sin embargo, la eficiencia de una celda de película delgada es solo del 6 al 8 por ciento. Se puede lograr un grado ligeramente mayor de eficiencia de la celda de película delgada con nuevos materiales, por ejemplo. Estos incluyen telururo de cadmio y diseleniuro de cobre e indio. La eficiencia de una celda de película delgada se puede aumentar del 8 al 10 por ciento.

Módulo solar de un sistema de celdas solares

Para dise√Īar el m√≥dulo solar, las c√©lulas solares individuales est√°n interconectadas y empaquetadas a prueba de intemperie.¬†Como es habitual, los m√≥dulos solares est√°n protegidos desde arriba con un panel de vidrio.¬†Se coloca una pel√≠cula protectora sobre los m√≥dulos solares desde abajo.¬†Quedan peque√Īos espacios entre las c√©lulas solares a trav√©s de los cuales se puede mirar.¬†Caracter√≠sticas de los m√≥dulos solares:

  • Los m√≥dulos solares individuales se ofrecen en diferentes tama√Īos. Desde unos pocos vatios hasta 300 vatios de potencia.
  • En promedio, los m√≥dulos tienen una potencia de entre 130 y 250 vatios. Todos los m√≥dulos solares se fabrican seg√ļn las normas vigentes y est√°n sujetos a un seguimiento constante. Esto garantiza la m√°xima calidad.
  • Con un peso de 10 a 15 kilogramos por metro cuadrado, un m√≥dulo solar es uno de los m√°s ligeros.

El tama√Īo del m√≥dulo solar puede variar.¬†Sin embargo, los tama√Īos de hasta 3 metros cuadrados no son infrecuentes. Las tejas solares ahora tambi√©n est√°n disponibles en el mercado.¬†Estos se montan en el techo como tejas ordinarias.

¬ŅC√≥mo funciona el m√≥dulo de un sistema solar?

Los módulos solares de un sistema fotovoltaico convierten la luz solar en energía eléctrica. La luz del sol provoca un voltaje eléctrico cuando golpea la celda solar. Esto ya está eliminado en la superficie. Varias células solares están intercaladas eléctricamente entre sí en un módulo solar de un sistema fotovoltaico. La tensión eléctrica se suma en serie. Cada celda individual tiene aproximadamente 0,6 voltios.

Un m√≥dulo com√ļn con alrededor de 60 celdas genera un voltaje de m√≥dulo de alrededor de 36 voltios en total de esta manera. Los m√≥dulos solares m√°s utilizados son el silicio cristalino. El silicio de alta pureza, que se obtiene de la arena de cuarzo, se procesa posteriormente para este prop√≥sito.

La eficiencia de un módulo solar está entre el 11 y el 16 por ciento. Por ejemplo, los módulos de silicio puro cristalino se utilizan como estándar en los sistemas de techo. Si se utilizan módulos de película fina, la eficiencia es significativamente menor. Para los módulos de película delgada, es un máximo del 9 por ciento. Debido a sus costos extremadamente bajos, los módulos de película delgada son particularmente adecuados para el funcionamiento de grandes sistemas en los que el consumo de espacio es completamente secundario.

 

 

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