¿Cómo funcionan los paneles solares?

Desde hace un poco más de 20 años, los términos Paneles solares, módulos y sistemas fotovoltaicos son muy recurrentes y se mencionan en temas políticos, comerciales, económicos, ecológicos, y muchos más. Sin embargo, ¿conoces qué son y cómo funcionan los paneles solares y sistemas fotovoltaicos?

Cada día llegan a la parte superior de la atmósfera, sobre una superficie directamente dando al sol, unos 176 PW de energía procedentes del sol, (176 PW = 176,000,000,000,000,000 Watts) lo que representa unas 8,770 veces lo que el mundo consume de energéticos al día.

Aunque más o menos 52% de esta energía se pierden por la reflexión, absorción o dispersión que realizan el agua, las nubes o la nieve, el sol es una fuente de energía que podría procurar a la humanidad toda la energía que necesita.

Sin embargo, el aprovechamiento de esta energía ha sido un reto que solamente en la actualidad lo estamos pudiendo realizar. Por eso la tecnología se ha desarrollado para aprovechar cada vez más la energía del sol, y así, poco a poco disminuir el uso de energías que contaminan el medio ambiente.

¿Qué equipos se requieren para el aprovechamiento de la energía solar en forma de energía eléctrica?

Para lograr convertir la energía solar en electricidad, se aprovecha un fenómeno físico llamado el efecto fotoeléctrico que ocurre en ciertos materiales. El efecto fotoeléctrico fue explicado científicamente por Albert Einstein, por lo cual se le otorgó el premio Nobel de física. Con materiales fotoeléctricos se construyen las celdas solares, con varias celdas se forman los módulos solares. Varios módulos arreglados en cierta configuración integran los paneles solares y el conjunto de paneles solares y todos los equipos necesarios para acondicionar la electricidad para su uso final se conoce como sistema fotovoltaico.

Cuando los rayos solares inciden sobre las celdas solares, el efecto fotoeléctrico resulta en la liberación de electrones que pueden generar una corriente eléctrica. Las celdas solares más comunes están hechas de silicio mono o policristalino, dopado con materiales como el fosforo, arsénico, antimonio y boro.

¿Cuáles son los dispositivos que permiten generar la energía solares en energía eléctrica?

Para que la energía solar se convierta en energía eléctrica, y posteriormente pueda ser aprovechada se requieren varios equipos integrados y dimensionados adecuadamente para cada caso. Los dispositivos requeridos son:

Módulos solares

Los módulos solares se componen de celdas fotovoltaicas, que convierten la luz solar en electricidad de corriente continua (DC) durante las horas del día.

Inversor

El inversor convierte la corriente continua que procede de los paneles solares en corriente alterna, que es el mismo tipo de corriente que suministra la CFE. Dicha corriente debe tener las mismas características que la que viene de la red eléctrica (120 o 240 V con una frecuencia de 60 Hz). Se trata de un componente de alta eficiencia y seguridad, clave en las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red.

Panel eléctrico

La electricidad de corriente alterna se envía desde el inversor a un tablero eléctrico, o centro de carga, en donde se realiza la interconexión a la instalación eléctrica existente del inmueble. Este tablero además contiene las protecciones en corriente alterna para evitar daños a la instalación en caso de sobrecargas.

Medidor bidireccional

Un medidor bidireccional es el dispositivo hecho para contabilizar la electricidad que consumes por parte de la red local y también para registrar la energía que produces con tus paneles solares y que se inyecta a la red de CFE.

Como parte de la instalación de paneles solares, es importante la instalación del medidor bidireccional, ya que te permite determinar adecuadamente cuánto debes pagar de luz a la CFE con base en tu consumo y en lo que tu sistema fotovoltaico genera, ya sea a nivel doméstico, comercial o industrial.

Cada dispositivo que forma parte de la instalación de paneles solares o sistemas fotovoltaicos deben ser los adecuados para cada residencia / comercio / industria, para que cada uno de ellos funcionen de la manera más eficiente posible.