Panel solar y energía fotovoltaica: que es y como funciona

El Panel Solar, compuesto por módulos fotovoltaicos o placas solares (nombre popular), es uno de los equipos clave de un sistema solar fotovoltaico y se encarga de convertir la luz solar en energía eléctrica, con una vida útil estándar de 25 años y resistente a la mayoría condiciones climáticas adversas.

Cuando hablamos de sistemas solares fotovoltaicos, la imagen que nos viene a la mente a la mayoría de las personas es la del panel solar instalado en los techos de viviendas y comercios, que capta la luz solar y la transforma en energía eléctrica.

Sin embargo, ¿sabes de qué están hechas estas placas, cómo se fabrican y cuál es el proceso exacto que da como resultado la generación de energía eléctrica utilizando energía solar?

 

La exposición de paneles solares

Aunque es el componente más importante de un sistema solar fotovoltaico (también conocido como generadores solares fotovoltaicos), el llamado panel solar es, con mucho, el más evidente.

Toda esta exposición ocurre porque, especialmente cuando se instala en una casa de la ciudad, el espacio disponible en el terreno suele ser reducido, lo que implica el uso del panel solar en los techos.

El gran secreto es el posicionamiento de los paneles solares para que reciban mayor radiación solar directa, sin la interferencia de sombras, aprovechando así esta fuente de energía renovable tan abundante que es el sol.

La incidencia directa de la radiación solar es muy importante para que las células fotovoltaicas tengan la mejor eficiencia en la conversión de la radiación solar en energía eléctrica, ya que cuanta más luz directa reciba el panel fotovoltaico, más energía eléctrica se generará.

Esto se debe a que el funcionamiento de las células fotovoltaicas que componen los módulos fotovoltaicos (como se conoce correctamente a los paneles solares) es extremadamente dependiente de la entrada de partículas de luz (los fotones) en su interior.

Comprender cómo funciona el panel solar

Lo que hace que una célula fotovoltaica genere electricidad es el efecto fotovoltaico, que no es más que la aparición de una diferencia de potencial (es decir, un voltaje, conocido popularmente como voltaje) en su interior, provocado por la acción de fotones (partículas de luz) que interactúan. con los electrones de los átomos del material utilizado para la producción de la célula fotovoltaica.

Es común representar el efecto fotovoltaico a través de una imagen que simboliza una celda fotovoltaica, como se muestra a continuación:

 

 

Las partículas de luz solar, los fotones, al entrar en contacto con la célula fotovoltaica, hacen que los electrones de los átomos de silicio se energicen y se desprendan, siendo transportados del lado negativo al positivo, creando así una corriente eléctrica continua.

 

La desventaja de los módulos fotovoltaicos.

Un inconveniente es que, de toda la radiación solar que llega a los módulos fotovoltaicos, solo un porcentaje de ella llega en condiciones adecuadas para que se produzca el efecto fotovoltaico en sus células.

De esa parte utilizable, solo una cantidad puede ser utilizada por los módulos para la generación de energía solar eléctrica, debido a las pérdidas debidas a sus factores eléctricos y físicos.

Módulos fotovoltaicos

Por definición, un módulo fotovoltaico (el nombre correcto de lo que popularmente se llama placa solar) es un conjunto de células fotovoltaicas asociadas (generalmente en serie) y encapsuladas con materiales que brindan resistencia mecánica, permitiendo la entrada de luz, ayudando a enfriar y permitiendo la asociación de varios módulos y su fijación en una estructura adecuada.

Un módulo fotovoltaico típico (placa solar) hecho con células fotovoltaicas de silicio cristalizado (c-Si) tiene la estructura física que se muestra en la siguiente imagen:

 

Lo que vemos en la imagen de arriba es un «sándwich» de las células fotovoltaicas entre un portaobjetos de vidrio, en la parte superior del módulo.

Una pala de elastómero termoplástico (cuyo acrónimo en inglés es TPE, de elastómero termoplástico), en la parte inferior.

Entre vidrio, celdas fotovoltaicas y TPE, se utilizan láminas de etileno vinil acetato (también llamado etil vinil acetato; en inglés: etileno vinil acetato; más conocido por las siglas EVA).

Todo el conjunto se prensa y se calienta en un laminador, que unifica permanentemente las cuchillas, y el conjunto, cuando está perfectamente laminado, es extremadamente difícil de separar.

Al final del proceso, se ensambla el marco, fabricado en aluminio, y la caja de conexión eléctrica, lo que permite la interconexión entre los módulos fotovoltaicos.

Resistencia del panel solar al granizo

La resistencia al granizo se prueba con un dispositivo que dispara esferas de hielo de 25 mm² (con una masa de 7,53 gramos) a una velocidad de 82 km / h.

La prueba se realiza con 11 impactos, es decir, se disparan 11 esferas en diferentes lugares del módulo fotovoltaico (placa o panel solar), que deben salir intactas, sin romper el cristal de la cubierta frontal.

En la vida real, los cristales de hielo que forman el granizo son mucho menos densos que una esfera de hielo y caen a velocidades mucho más bajas.

En la práctica, los módulos fotovoltaicos son extremadamente resistentes al granizo.

El siguiente video ilustra este proceso de prueba para garantizar la resistencia del panel solar al granizo:

 

Soporte de placa solar

Las estructuras de fijación son tan importantes como el panel de un sistema fotovoltaico, porque su bajo rendimiento puede invalidar por completo la inversión en tecnología.

Una estructura de fijación es de vital importancia para un sistema fotovoltaico ya que es la que, como su nombre deja claro, fija los módulos en el techo o en el suelo.

Las cargas de viento son un factor muy importante a tener en cuenta a la hora de instalar el panel fotovoltaico, ya que proyectan sobre las placas (estructuras planas y sin caudal), y consecuentemente sobre la estructura, un peso excesivo en función de su resistencia.

Como la estructura juega un papel clave en la resistencia al viento, debe medirse y medirse en túneles de viento para que sea lo suficientemente fuerte como para resistir tormentas, ya sea en el techo o en el suelo.

Para asegurarse de que el sistema funcione correctamente durante su larga vida útil de más de 25 años, se recomienda comprar una estructura de buena calidad con garantía de fabricación.

Otro papel importante del soporte es proporcionar la inclinación ideal de los módulos para que sean capaces de captar la mayor cantidad de luz solar posible, aumentando su eficiencia y generación.

La correcta orientación permite captar la máxima energía al mediodía solar y horas de cierre, así como mejora la captación anual del panel en su conjunto, compensando la menor irradiancia durante los periodos invernales.

La inclinación ideal de los paneles fotovoltaicos varía según la latitud de la localidad y según el tipo de sistema fotovoltaico.

Para los sistemas conectados a la red, las pendientes más bajas proporcionan una mayor absorción en períodos cercanos al solsticio de verano, generando más energía y más créditos de energía.

 

Panel fotovoltaico: 10 cosas que debe saber al elegir el suyo

Hay varios datos que deben tenerse en cuenta al elegir un panel fotovoltaico. Hemos elegido 10 artículos que consideramos más importantes para que conozcas y compres el panel fotovoltaico adecuado:

1- Garantía del panel fotovoltaico

No es posible determinar la calidad del panel fotovoltaico (panel solar) con solo mirar un presupuesto, es necesario mirar su ficha técnica.

 

Energía del panel solar

Existen diferentes potencias de los paneles solares para diversas aplicaciones. Generalmente, la potencia de los paneles solares varía desde 305 w, 310 w, 320 w, 330 w, 335 w, 340 w, 345 w, 350 w, 355 w hasta 405 w.

La gran mayoría de paneles fotovoltaicos tienen una garantía de potencia del 80% de su potencia original hasta por 25 años. El criterio principal es verificar si la garantía está respaldada por una entidad brasileña que cumplirá con las leyes de protección al consumidor, en caso de que exista alguna falla en el desempeño de su panel fotovoltaico.

Pregúntele a su instalador cómo lidiar con un panel fotovoltaico defectuoso, pregúntese si esa compañía estará allí durante los próximos 10, 20 años para ayudarlo si eso sucede.

 

Potencia máxima del panel (Pmax – STC)

La potencia máxima de un panel solar, indicada en Pmax – STC, se caracteriza por el número de referencia cuando hablamos de «tamaño» del panel solar. Esto significa que un panel solar de 250 W tiene una potencia máxima de 250 W, por lo tanto, su clasificación se basa en la producción de energía medida en condiciones de laboratorio, «Condiciones de prueba estándar» (STC – Condiciones de prueba estándar) que no representan las condiciones reales. en nuestro país.

 

Tolerancia de potencia

La tolerancia de potencia se mide por el intervalo que el fabricante del panel solar fotovoltaico se refiere al módulo que puede desviarse de su potencia máxima (Pmax – STC). Es decir, si tiene + 10% / – 10% de tolerancia de potencia en un panel fotovoltaico de 250 W, de hecho, este panel tiene entre 225 W y 275 W.

Así, es muy común tener una tolerancia de energía negativa del 0%, lo que significa que el panel siempre tendrá la potencia nominal máxima (Pmax – STC) mayor o igual a la especificada en la hoja de datos. Por lo tanto, se recomienda que el consumidor busque paneles con una tolerancia de energía negativa del 0%.

 

Potencia máxima en NOCT

En el caso de la potencia máxima en NOCT, el número se mide por la potencia máxima de la placa fotovoltaica cuando se prueba en condiciones más severas en relación con la potencia nominal máxima (Pmax – STC). Sendo assim, a potência é dimensionada com menos sol e temperaturas mais elevadas do painel, tipicamente entre 70 e 75% da potência informada na Pmax, sendo muito útil para avaliar a quantidade de energia perdida por conta das temperaturas crescentes e em uma condição de menor luz solar.

Aún así, vale la pena señalar que no todos los paneles tienen este número, por lo que si este dato no se reporta en tu material, es una señal de que no pertenece a uno de los mejores fabricantes.

 

2- Eficiencia del panel fotovoltaico

Cuando hablamos de la eficiencia del panel solar fotovoltaico (placa fotovoltaica), estamos hablando del porcentaje (%) de energía del sol que llega a la superficie de la placa solar y se transforma en energía eléctrica para nuestro consumo. Es decir, cuántos Watts / hora por m2 genera energía el panel solar.

Cuanto mayor sea la eficiencia del panel fotovoltaico, más vatios por metro cuadrado generará su sistema fotovoltaico y menor será el panel solar fotovoltaico para la misma producción de energía.

 

3- Fabricante del panel fotovoltaico

Hay cientos de fabricantes de paneles solares fotovoltaicos en el mundo y la mayoría de los paneles fotovoltaicos (placas fotovoltaicas) todavía se importan. Haga una búsqueda rápida en Google del fabricante del panel fotovoltaico. ¿Cómo es su sitio web? ¿Hay una sección de garantía en su sitio web? ¿Tienen oficina en Brasil? ¿Hay alguna queja sobre este fabricante?

 

4- Tipo de panel fotovoltaico

¿Es un panel solar fotovoltaico monocristalino, multicristalino, de película delgada u otra tecnología? Los tipos de paneles solares fotovoltaicos (placas fotovoltaicas) y sus pros y contras se discuten en la sección del enlace anterior. Asegúrese de estar satisfecho con la tecnología que está eligiendo.

 

5- Tolerancia de potencia del panel fotovoltaico

Esta es la variación entre la potencia indicada en la ficha técnica y la energía real generada. Por ejemplo, un panel solar fotovoltaico de 330 W con una tolerancia de + 5 / – 5% puede producir entre 313,5 W y 346,5 W.

Tenga en cuenta este número, ya que afectará directamente la cantidad de energía que va a generar.

Algunos fabricantes de panel fotovoltaico (placa fotovoltaica) tienen una garantía de «tolerancia positiva», esto significa que se garantiza que la producción de energía será al menos la especificada en el panel solar. Por ejemplo: un panel solar fotovoltaico con una potencia especificada de 330W y una tolerancia de + 5% / -0% producirá un mínimo de 330W y un máximo de 346.5W.

 

6- Calidad del «marco» de aluminio del panel fotovoltaico

El marco de aluminio, que rodea el panel solar fotovoltaico, es un buen indicador de la calidad general de la fabricación del panel fotovoltaico.

Mira las esquinas. ¿Están perfectamente unidos? ¿El marco ha sido pegado (no recomendable), atornillado o soldado en las esquinas?

Si la apariencia es importante para usted, busque un panel fotovoltaico que haya sido anodizado en negro, ¡son hermosos! (pero puede ser más caro)

 

7- La capa inferior del panel fotovoltaico (hoja posterior)

Todos los paneles solares fotovoltaicos (placas fotovoltaicas) tienen una lámina inferior de plástico pegada a la parte posterior del panel fotovoltaico para proteger las células fotovoltaicas. Si la hoja tiene burbujas de aire o indicios de que se está desprendiendo, es señal de un panel fotovoltaico de baja calidad.

 

8- Diodos de bypass de panel fotovoltaico

Si su panel fotovoltaico es mono o multicristalino, los diodos de derivación son obligatorios. Son diodos que cuestan unos centavos cada uno y se colocan en cada «serie de células fotovoltaicas» en la parte posterior del panel solar fotovoltaico. Si no tiene diodos de derivación, una pequeña sombra en una pequeña parte de su panel solar fotovoltaico puede afectar la producción de energía de todo el panel.

 

9- Coste del panel fotovoltaico

El cálculo obvio a hacer es calcular cuántos «Watts» por «R $» está comprando. Recuerde, la mayoría de las veces obtiene lo que paga, así que tenga cuidado al elegir un sistema solar solo por el precio. Sin embargo, hay promociones y algunos proveedores tienen precios más competitivos para los paneles fotovoltaicos que otros. Solo asegúrese de comparar correctamente teniendo en cuenta la garantía, el servicio, el producto, la calidad, etc. Nota: el costo de los sistemas de energía solar puede verse afectado sustancialmente por la dificultad de instalación. (cuanto más difícil sea instalarlo, más caro será).

 

10- Coeficiente de temperatura del panel fotovoltaico

¡Esto es especialmente importante en Brasil!

El coeficiente de temperatura es un número que describe cómo el panel solar fotovoltaico maneja las altas temperaturas, donde caliente se define como una temperatura superior a 25 grados Celsius.

Las unidades de este coeficiente se expresan en «%» por grados «C»

¡Cuanto menor sea este número, mejor!

Cuanto más sol tenga en su techo, más energía podrá generar. No si este número es demasiado alto … ¡Cuanto mayor sea este número, menos energía producirá en días muy calurosos, cuando el sol está en pleno apogeo!

Un coeficiente de temperatura alto es un signo de un panel de mala calidad. Un número razonable está entre 0,4 y 0,5%. Por encima del 0,6% es una señal de advertencia. Entre 0,45 y 0,3%, es señal de un excelente panel solar fotovoltaico.

Referencias:

HTTPS://SOUENERGY.COM.BR/

HTTPS://WWW.PORTALSOLAR.COM.BR/

HTTPS://IASY.NET.BR/

HTTPS://WWW.NEOSOLAR.COM.BR/

HTTPS://BLOG.BLUESOL.COM.BR/

 

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