Celdas Solares: ¿Qué son?, tipos, funcionamiento y más

Emplear energías alternativas y amistosas con el ambiente, es lo más sensato para garantizar que las futuras generaciones tengan un mejor planeta. Conoce en este post la información completa sobre que son las celdas solares, para qué sirven, tipos y el funcionamiento de un panel solar.

celdas solares

¿Qué son las Celdas Solares?

Las celdas solares, están conformadas por una serie de unidades en forma de tabiques, que se encargan de atraer y almacenar la luz del sol o energía lumínica, transformándola en energía eléctrica.

Para un mejor rendimiento de la energía lumínica, las celdas se agrupan y se convierten en los llamados conjuntos solares. Que pueden ser instaladas en grandes o pequeños espacios para el aprovechamiento de este recurso limpio e inagotable, como lo es el sol. La luz, está compuesta de unos ínfimos fragmentos, que se denominan fotones.

Cuando uno de estos fragmentos, entran en conexión, con una de estas celdas solares, se atrapan los fotones, originando un tráfico de las partículas de carga negativa, que son parte de los átomos, lo que origina la generación de electricidad.

La composición de las estructuras fotovoltaicas, se manufacturan a partir del Silicio, este componente, es uno de los más abundantes en el planeta Tierra. En el momento en que, la energía lumínica, estimula los electrones de Silicio, siendo inducidos a moverse a través del circuito.

La generación de energía eléctrica, en cada una de las celdas por separado, es muy ínfima. Es entonces, que el conjunto de celdas entra en funcionamiento, y combina de manera armoniosa y eficiente, los electrones producidos en el grupo de celdas, producen una circulación de carga, que se traduce en voltaje.

El origen de las celdas solares

Aún cuando que recientemente, es que estos equipos han tenido un repunte en su utilización, por el tema del uso en menor grado de la energía de origen fósil. Pero ya, para la década de los 50 estaba en pleno desarrollo en investigación.

Henri Becquerel, a principios del siglo XIX, inició su investigación en el área de la transformación de la radiación solar, en donde pudo comprobar, cómo se podía producir energía eléctrica, estimulando  algunos compuestos químicos, mediante la presencia de una luz.

Este científico, empezó experimentando qué ocurría si se exponía el  Selenio, a una fuente luminosa. Luego le secundaria en la investigación, Albert Einstein a principio de 1900, y en la década de los 30, lo haría Schottky.

A finales de los años 50,  se hacían las primeras investigaciones, en unas celdas solares de silicio, que eran capaces de transformar un porcentaje muy bajo, de la energía solar que llegaban a ellas.

Este tipo de tecnología, pero más desarrollada, se utilizaron para la construcción de los satélites espaciales, a finales de los años cincuenta.

historia de las celdas solares

Fabricación de los paneles solares

Las estructuras solares, son fabricadas empleando láminas muy finas de Silicio, tanto como del espesor de una hoja de papel. Estas láminas son elaboradas con un grueso muy mínimo, de hasta milésimas de milímetros, y son expuestas a altísimas temperaturas, de miles de grados centígrados.

En unas matrices se vuelca el Silicio derretido, donde se dejan reposar hasta que se solidifica, formando las láminas solares. El rendimiento óptimo de estas estructuras, se origina por las anomalías que se producen al momento de moldearlas.

Las placas fotovoltaicas, que se fabrican a partir de, láminas súper finas, tienen como beneficio, que son más fáciles de instalar y desmontar. Además de que sus restos, pueden emplearse con paneles divisorios en la construcción civil. Esto se realiza a través del Calculo de Instalación Fotovoltaica.

Funcionamiento del panel solar

A pesar de que parezca bastante complicado el funcionamiento de estas estructuras de producción eléctrica, a partir de energía lumínica. Su funcionamiento y aprovechamiento es bastante simple, y te lo mencionamos a continuación.

Las láminas solares, se encargan de captar y absorber la mayor cantidad de la luz que proviene del sol. Una vez que esta energía solar, eleva la temperatura de los paneles, las celdas que están contenidas dentro de cada uno de ellos, producen una excitación de los electrones.

En consecuencia, y debido a esta aceleración de los electrones, se genera una corriente eléctrica continua. Que es almacenada y redirigida al microinvertidor de energía solar.

A continuación la luz del sol, ya convertida en energía fotovoltaica, es transformada en corriente eléctrica, lista para ser utilizada. Esto es gracias, que en el reverso de cada lámina, tienen microinversor, que se encarga de transformar esa corriente directa, en corriente alterna. Y de esta manera es como se transporta la electricidad, que necesitan las oficinas, hogares, espacios públicos, entre otras.

Tipos de celdas solares

Conocer las distintas opciones que existen de este tipo de tecnología, permite que se haga un mejor uso de ellas. Es decir, seleccionarás la opción que mejor se adapte a tus requerimientos energéticos, pudiendo ahorrar dinero en su comprar.

Mencionaremos algunos tipos de celdas, y cada una de sus generaciones.

La generación de la superposición de celdas solares

A esta categoría se le conoce con ese nombre, ya que las primeras celdas fabricadas, tenían la particularidad de poner una micro lámina sobre la otra, hasta alcanzar el grosor necesario.

Un gran porcentaje de los paneles solares que son fabricados, se componen de miles de niveles de mineral silicio cristalino, que son seccionados en grandes barras.

Las enormes barras, adoptan la configuración de la estructura continua cristalina, o en su defecto envuelven diversos cristales de silicio. Las celdas solares, que pertenecen a esta generación, tienen la propiedad de poder operar, con una simple fusión entre láminas.

celdas solares orgánicas

Generación de Celdas Solares de película delgada

Este tipo de celdas de captación de energía, se constituyen por una serie de láminas, excesivamente delgadas, y se fabrican de Silicio, además de otros elementos químicos disponibles en nuestro entorno.

Por ser muy finas, livianas y tener esa condición de maleabilidad, estas celdas solares pueden ser seccionadas, y construir tabiques fáciles de instalar en las ventanas, el techo de viviendas y edificios.

A pesar de ser bastante livianas y flexibles, la eficiencia de las mismas no es la más eficiente. Por tal razón, su uso se limita a ciertas áreas de acción.

Tercera generación, las Celdas de polímero orgánico

A las celdas de almacenaje de energía orgánicas, también se le conoce como celda solar de plástico. Se fabrican con macromoléculas orgánicas, capaces de recibir los rayos del sol y trasladar la carga para producir una corriente eléctrica.

La mayoría de los avances tecnológicos, es para brindar el apoyo necesario en la preservación del ambiente. Sin embargo, tienen sus ventajas y desventajas, en su empleo.

Ventajas de las celdas solares orgánicas

  • Se caracterizan por ser elaboradas con materiales que se degradan en el ambiente, impactando muy poco y contribuyendo enormemente en la preservación de nuestro planeta.
  • Por ser construidas con materiales ultra livianos, se pueden instalar y transportar, muy fácilmente.
  • La sensibilidad de su superficie a la luz en tiempo nublado, es mucho mayor, y con esta característica es factible la captación de luz, en un tiempo mayor.
  • Por su versatilidad en el funcionamiento, sobre estructuras transparentes, la convierte en candidata para ser colocadas en distintas estructuras, como por ejemplo, ventanas, automóviles solares, entre otros.

Desventajas de las celdas solares orgánicas

  • Se deterioran con mayor rapidez
  • Son inestables.

Ejemplos de celdas solares

Muchas compañías e centros de investigaciones, invierten cada año cuantiosas sumas de dinero en la investigación y expansión de nuevos conocimientos en temas referentes al sol, además de las formas en que estas se pueden unir. A continuación se mencionan algunas de estas nuevas tecnologías:

Celdas Solares PERC

Se trata de una celda de transformación de la radiación, constituida por una serie de tres capas, y cada una de ellas tiene cualidades eléctricas diferentes:

  • Recubrimiento exterior silicio, el cual está expuesto a los rayos solares, directamente.
  • Nivel medio de la celda, también es de silicio.
  • La última capa, es elaborada de aluminio.

celdas solares PERC

Celdas doble cara o Bi-faciales

Las estructuras de doble cara, se diseñan para que pueda originarse energía eléctrica, a través, de la captación de la energía del sol, por ambas caras de la estructura.

Esto, es gracias a que cuando se ensamblan los paneles, son colocadas un par de celdas, en la parte superior e inferior del panel. De esa forma, se utiliza la luz que incide directamente sobre él, y la que se refleja.

El propósito de utilizar esta tecnología, es que haya mayor superficie, por donde se puedan desplazar los electrones.

celdas solares bi-faciales

¿Cuál es la razón, por la que la energía del sol no puede beneficiar a todos?

Es una pregunta bastante razonable, ¿cuál es la razón de que no está disponible para todos?, y la respuesta es bastante sencilla. Se debe a la confluencia de circunstancias de orden económica, social, política y la disponibilidad de la tecnología.

En muchas naciones emergentes, la producción de la electricidad, a través de las celdas solares, es más costosa que la energía eléctrica, que es generada mediante las plantas eléctricas movidas con recursos no renovables, y altamente contaminantes para el ambiente.

La cultura del consumo de petróleo, carbón y otras fuentes contaminantes de producción de energía, está muy arraigado en muchos países, que aún tienen su industria conectada al consumo de los carburantes.

Las empresas productoras y distribuidoras de recursos fósiles, no se ven muy interesadas por los momentos en dejar el sector. A pesar de que han hecho grandes inversiones en el desarrollo de nueva fuentes de producción de energía eléctrica.

El desarrollo de la tecnología, a pesar de que ha tenido muchos avances, aún se mantiene aferrado al empleo de equipos y tecnologías de primera generación, por ser las que son más fáciles de conseguir en el mercado, y cuenta con técnicos preparados.

El uso de esta tecnología, de manera masiva y a nivel mundial, será cuando se logre un equilibrio entre el costo de la producción de energía eléctrico, con la ayuda del sol, como también la energía que se produce con los actuales sistemas de producción.

Muchos países europeos, están apostando, en la reducción del consumo de combustibles fósiles para la generación de energía eléctrica, e invierten en el desarrollo de nuevas tecnologías, que sean más accesibles para todos.

El consumo de la energía proveniente del sol, ha visto un repunte en su crecimiento, pero a escala mundial aún se encuentra por debajo, de la energía que se produce a nivel global.

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