¿Sabes de qué están hechos los paneles solares? La unidad básica que compone un panel solar son las celdas solares, dispositivos electrónicos fabricados a partir de materiales semiconductores; como el silicio, encargados de convertir la radiación solar en electricidad, mediante el uso del efecto fotovoltaico. Estas celdas solares, también llamadas celdas fotovoltaicas, son componentes individuales que se conectan entre sí para formar un panel solar, capaz de recibir la radiación solar para producir energía eléctrica en forma de corriente continua (CC) capaz de usarse dentro de un sistema fotovoltaico y abastecer la demanda energética de una instalación.
Esta información sobre las celdas fotovoltaicas es de gran relevancia a la hora de querer usar un sistema fotovoltaico, ya que, hace parte de la información indispensable que los usuarios deben tener presente para conocer mejor los equipos que desean comprar y poder hacer un uso responsable de los mismos. Por lo tanto, a continuación le compartiremos en profundidad los componentes, funcionamiento, aplicaciones y beneficios que ofrecen estas celdas solares al trabajar juntas y formar un panel solar, para que aprenda más sobre estas celdas solares y se anime a usar la energía solar en su instalación.
Celdas solares. Características básicas
La importancia de las celdas solares se basa en su capacidad para tomar la radiación solar y convertirla en electricidad, gracias al efecto fotovoltaico, logrando generar energía eléctrica a partir de la luz del sol. Por lo tanto, para que todos los usuarios interesados en usar la energía solar, comprendan con mayor claridad la importancia de las celdas fotovoltaicas, desde AutoSolar Colombia le compartimos las características básicas e indispensables a conocer respecto a estos componentes. Identificar estas características le permitirá ampliar su conocimiento tanto de las celdas fotovoltaicas en particular, como de su trabajo en conjunto con otros dispositivos parte de un sistema fotovoltaico, por lo tanto, es clave que usted conozca:
Componentes de las celdas solares
- Silicio. Es el núcleo y componente central de las celdas fotovoltaicas, ya que, este es un material semiconductor que facilita el proceso del efecto fotovoltaico y puede ser celdas solares de tipo monocristalino o policristalino.
- Capa tipo N. Es una capa de silicio dopado con fósforo, la cual tiene un exceso de electrones libres; es decir una carga negativa, y es la capa superior de la celdas solares, la cual está expuesta directamente a la luz del sol.
- Capa tipo P. Esta es una capa de silicio dopado con boro la cual carece de electrones y tiene huecos positivos. Es la capa inferior de las celdas fotovoltaicas. La relación de la capa N y la capa P forma una unión PN que hace posible la creación de un campo eléctrico que impulsa el flujo de electrones cuando las celdas solares entran en contacto con la luz del sol.
- Capa antirreflejante. Es una fina capa de dióxido de titanio (TiO₂) o dióxido de silicio (SiO₂) que se aplica sobre la capa superior de las celdas fotovoltaicas para evitar que la luz del sol rebote y la absorción de fotones sea mayor.
- Contacto metálico frontal. Son líneas metálicas; usualmente de plata o aluminio, encargadas de recoger los electrones liberados por el efecto fotovoltaico en las celdas solares para conducirlos hacia el circuito externo.
- Contacto metálico trasero. Es un componente de las celdas solares hecho a base de aluminio el cual actúa como electrodo negativo que completa el circuito eléctrico con la capa frontal.
- Encapsulante. También conocido como EVA, es un acetato de etilvinilo utilizado para envolver todas las celdas solares y protegerlas contra la humedad, polvo y golpes, al mismo tiempo que, las mantiene en su lugar a la hora de conectarlas para formar un panel solar.
- Vidrio templado. Es un componentes externo a las celdas solares, pero es importante a la hora de unir varias celdas fotovoltaicas para formar un panel solar, protegiendolas de aspectos ambientales como la lluvia, polvo y viento, garantizando que estas funcionen de manera constante y segura a largo plazo.
- Lámina posterior. Este es otro componente externo a las celdas solares pero relevante a la hora de unirlas para formar un panel solar, ya que, al estar hecha de plásticos resistentes permite proteger a todas las celdas fotovoltaicas de la intemperie, proporciona aislamiento eléctrico y las mantiene fijas en su lugar.
Funcionamiento de las celdas fotovoltaicas
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Exposición a la radiación solar. Las celdas solares que conforman el panel solar están expuestas a la radiación solar; la cual está compuesta por partículas de energía conocidas como fotones, las cuales inciden sobre la superficie de las celdas fotovoltaicas. |
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Absorción de los fotones. Los fotones de la luz solar penetran en el silicio de las celdas fotovoltaicas, interactuando con este material rompiendo el enlace de un átomo de silicio, liberando los electrones del silicio de las celdas solares. |
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Generación de pares electrón-hueco. Al liberar los electrones se deja un “hueco”; es decir, una ausencia de electrones, como una carga positiva, formando un par electrón-hueco, una pareja de cargas opuestas listas para moverse. |
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Separación de cargar. Como se mencionó anteriormente, la capa N y la capa P crean un campo eléctrico interno en las celdas fotovoltaicas, el cual hace posible el movimiento de los electrones hacia la capa tipo N y los huecos hacia la capa tipo P, separando las cargas. |
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Generación de corriente eléctrica. Los electrones que fluyen hacia la superficie llegan a los contactos metálicos frontales y desde allí se mueven por un circuito externo, para finalmente volver a las celdas solares por el contacto trasero, dando cierre al circuito. |
Tipos de celdas solares
- Con silicio monocristalino. Son el tipo de celda solar más usada en la actualidad, gracias a su fabricación con un único cristal de silicio puro, el cual es capaz de ofrecer altos niveles de eficiencia energética respecto a otro tipo de celdas, alcanzando entre 18% a 22% más de eficiencia. Adicionalmente, ofrece una mayor resistencia y duración, así como, mejor desempeño en condiciones de baja radiación solar. Destacan por contar con un único impulsor. Ideales para aplicaciones en viviendas y tareas de baja demanda.
- Con silicio policristalino. Es un tipo de celda solar fabricado a partir de múltiples cristales de silicio que han sido fundidos juntos para formar uno solo; de ahí que, su apariencia sea con texturas cristalinas visibles. Dentro de sus características más destacables, es que su fabricación es sencilla, lo cual hace que sean celdas muy asequibles con un porcentaje de eficiencia energética entre el 15% y el 17%. Cuentan con más de 2 impulsores para aumentar la presión de salida de agua.
- Con silicio amorfo. Es un tipo de celda solar de fabricación sencilla, el cual es flexible y ofrece un nivel de eficiencia energética de 6% a 10%, ideal para usar en pequeñas aplicaciones como calculadoras o relojes solares. Debido a su baja eficiencia, requieren de grandes superficies para generar una buena potencia, de ahí que, son un tipo de celda solar poco usada.
En la actualidad, los fabricantes de paneles fotovoltaicos utilizan estos tipos de celdas en sus productos, al tiempo que prueban nuevas modelos, desarrollos y tecnologías para brindar nuevos tipos de celda solar, que tengas una mayor capacidad de rendimiento y eficiencia energética, así como, una mejor resistencia y durabilidad para que el precio de los paneles solares baje, sin perder calidad, haciendo que estos sistemas fotovoltaicos tomen más fuerza y relevancia a nivel nacional. Por lo tanto, le compartimos algunos de los modelos de panel solar con celdas solares monocristalinas disponibles en nuestra tienda:
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Para obtener mayor información sobre estos equipos, le recomendamos comunicarse con nuestros asesores a través de nuestra línea telefónica, desde cualquier parte del país, para recibir asesoría personalizada, resolver sus dudas y encontrar el panel solar ideal para su instalación.
Ventajas y beneficios de estos dispositivos
Una celda solar es un dispositivo esencial dentro de un sistema fotovoltaico, jugando un rol clave para poder producir electricidad y hacer que todos los demás dispositivos fotovoltaicos tengan un suministro de energía estable para que esta pueda llegar de manera constante y segura a la instalación donde se encuentra el sistema solar. Por lo tanto, una celda solar es un dispositivo muy beneficioso para usar e introducir la energía solar en su vida diaria; sea en su casa, empresa, finca u oficina, en la cual podrá disfrutar de excelentes ventajas a corto, mediano y largo plazo, tales como:
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Producción de energía limpia y renovable. Al tener como recurso principal para su funcionamiento un recurso natural, limpio y renovable; como la luz solar, su funcionamiento no genera gases de efecto invernadero ni contaminantes, ayudando a reducir la huella de carbono y dependencia a los combustibles fósiles de una instalación. |
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Ahorro económico. Si bien al inicio un panel solar representa una inversión importante, es un equipo que se amortiza con el tiempo, haciendo que el usuario recupere su inversión a largo plazo, haciendo de esta inversión algo rentable que a futuro le permitirá disfrutar de un consumo energético totalmente gratuito. |
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Independencia energética. Estos dispositivos hacen posible la producción de energía de manera autónoma, satisfaciendo la demanda energética de una instalación sin la intervención de terceros. De manera que, brindan una solución energética ideal para usar en instalaciones rurales aisladas de la red eléctrica. |
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Componentes de bajo mantenimiento. Una celda solar no tiene partes móviles ni nada que genere un desgaste del dispositivo, por lo cual, se conserva en óptimo estado a largo plazo, sin necesidad de que el usuario haga mantenimientos complicados, tan solo requiere algunas revisiones y limpiezas ocasionales para mantener un funcionamiento adecuado. |
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Aumento en el valor de la propiedad. Sea una casa, finca o comercio en la cual se use un sistema fotovoltaico, su valor dentro del mercado inmobiliario aumentará, gracias a que se le ha agregado una característica distintiva que mejora su rendimiento y funcionamiento energético, llamando la atención de usuarios interesados en tener un consumo de energía autónomo y sostenible. |
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Proporcionan seguridad energética. Al usar un panel solar y un sistema fotovoltaico, se reduce la vulnerabilidad antes cortos de luz, intermitencias en el suministro de electricidad y subidas en las tarifas de energía, permitiendo que el usuario disfrute de un abastecimiento energético estable, seguro, económico e ininterrumpido, tanto durante el día como en la noche. |
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Promueve el desarrollo social. Este tipo de energía renovable, de la mano de los equipos fotovoltaicos, permiten que más personas obtengan un suministro de energía, incluso si residen en zonas rurales y aisladas, haciendo que más comunidades accedan a la electricidad para mejorar su calidad de vida y se fomente un desarrollo social más justo, equitativo y sostenible. |
De manera que, al usar la energía solar se contribuye a reconfigurar muchas dinámicas de producción y consumo energético, haciendo que estas alternativas de producción energética de forma limpia y sostenible, sean cada vez más fáciles de instalar y usar, mejorando la calidad de vida de todos los ciudadanos del país. Las pruebas sobre las ventajas y beneficios que ofrece la energía solar están ahí, a nuestro alcance, mostrando que existen otras formas para producir energía de forma segura y responsable, permitiendo que los colombianos puedan consumir energía sin destruir el medio ambiente
Esperamos que tras este artículo usted haya comprendido toda la información sobre este componente clave para un panel solar. Si tiene alguna duda, llámenos y nuestro equipo estará encantado de resolverle sus preguntas, además de brindarle la asesoría necesaria para usar celdas solares en su instalación. No lo dude más y contáctenos para conocer más detalles sobre la energía solar de la mano de personal capacitado y experto en el tema.