Paneles fotovoltaicos: [Eficiencia, Precios e Instalación]

¿Qué son los paneles fotovoltaicos?

La función de los paneles fotovoltaicos es transformar la energía solar en electricidad.

Los paneles fotovoltaicos están formados por las células fotovoltaicas que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos mediante el efecto fotoeléctrico.

Lo cual quiere decir que un panel fotovoltaico es un tipo de panel solar diseñado para el aprovechamiento de energía solar fotovoltaica.

La transformación de la energía solar en electricidad se realiza en  aplicaciones domésticas o comerciales. 

Las células fotovoltaicas que forman los paneles están interconectadas entre ellas; encajadas y protegidas.

El panel fotovoltaico es el encargado de transformar de una manera directa la energía de la radiación solar en electricidad en forma de  corriente continua. 

¿Qué tipo de energía producen?

Las placas fotovoltaicas, como hemos explicado, producen electricidad en forma de corriente continua.

Suelen tener 40 células solares, pero con 36 células se tienen los voltios necesarios de la carga de las baterías, que son 12 voltios.

¿Son eficientes?

paneles fotovoltaicosLa eficiencia  depende de los voltajes e intensidades  de la corriente que tenga el panel solar.

En este sentido, una placa o célula solar puede operar en un amplio rango de voltajes e intensidades de corriente, lo cual se consigue de dos formas.

Una de ellas es variar  la resistencia de la carga en el circuito eléctrico;  la otra variar la impedancia de la célula desde el valor cero (valor de cortocircuito) a valores muy altos (circuito abierto).

El punto de potencia máxima de un dispositivo fotovoltaico varía con la iluminación incidente.

Para sistemas bastante grandes se puede justificar un incremento en el precio con la inclusión de dispositivos que midan la potencia instantánea por medida continua del voltaje y la  intensidad de corriente  (y de ahí la potencia transferida).

Para medir la eficiencia, tomemos en cuenta que en un día soleado, el Sol irradia  alrededor de 1kilovatio por metro cuadrado, kW/m²,  a la superficie de la Tierra.

Si consideramos que los paneles fotovoltaicos actuales tienen una eficiencia típica entre el 12 %-25 %, esto supondría una producción aproximada de entre 120-250 W/m² en función de la eficiencia del panel fotovoltaico.

¿Qué precio pueden tener?

Los precios de la energía fotovoltaica siguen la tendencia de la llamada Ley de Swanson, la cual establece que los precios de los módulos solares descienden un 20% cada vez que se duplica la capacidad de la industria fotovoltaica.

Desde el 2006, cuando el precio de los módulos solares se  había reducido en un 60 %,  hasta hoy, los costes han ido descendiendo sistemáticamente.

Y es así como, en algunas regiones, la energía fotovoltaica ha alcanzado la paridad de red, que se define cuando los costes de producción fotovoltaica se encuentran al mismo nivel, o por debajo, de  los precios de electricidad  que paga el consumidor final.

Sin embargo, en la mayor parte de las ocasiones, el precio todavía está por encima de los costes de generación en las centrales de carbón o gas, sin contar con la distribución y otros costes inducidos.

Aún así, conforme pasa el tiempo, las tecnologías de generación renovable son generalmente más baratas,​mientras que las energías fósiles se vuelven más caras.

¿Cómo podemos instalarlos?

Para instalarlos conviene usar materiales de buenas propiedades mecánicas, de gran durabilidad, teniendo en cuenta que los paneles tienen una vida útil que puede llegar a los 25 años.

Los elementos de soporte deben ser de:

  • Aluminio anodizado, de poco peso y gran resistencia.
  • Hierro galvanizado, apropiado para grandes cargas.
  • Acero inoxidable, para ambientes muy corrosivos, es el de más calidad y precio más elevado.

No es descartable, sin embargo,  usar madera debidamente tratada,  con operaciones mínimas de mantenimiento, pero las piezas de fijación, como los tornillos, deben ser siempre de acero inoxidable.

Para que tengan un mayor rendimiento los paneles solares deben ser unidos entre sí de dos formas:

Conexión en paralelo

Este tipo de conexión se realiza con unión, por una parte, de los polos positivos y, por otro, de los negativos. 

La unión en paralelo entre los paneles solares proporciona una tensión igual a la del módulo (12-18 V).

Conexión en serie

La forma de conectar en serie dos o más paneles fotovoltaicos es conectando polo positivo de la primera con negativo de la segunda y sucesivamente. 

La unión en serie da una tensión igual a la suma de cada módulo (por ejemplo 12 V, 24 V, 36 V), dependiendo del número de placas interconectadas.

¿Qué ventajas tienen?

Ventajas:
  • Puede generar electricidad en sitios donde no hay generación eléctrica, por muy remoto que sea. Basta con instalar los paneles.
  • Es abundante. La tierra recibe 120 mil Tera watts de radiación solar, 20 mil veces más que la energía que se necesita en el mundo entero
  • Es una energía renovable y sostenible. Inagotable como el sol.
  • En Japón ya se usan ventanas con paneles solares transparentes integrados. El usuario no debe hacer nada después de adquirirlas sino limpiarlas anualmente.
  • Es más barata que la energía eléctrica convencional.
  • El mantenimiento también es barato; solo se debe hacer una o dos veces al año.
  • Los paneles duran 25 años.
  • Como el sol brilla en todo el mundo, su disponibilidad es global.
  • Es una energía sana, no contaminante, por lo que contribuye con el medio ambiente.

¿Qué desventajas tienen?

Desventajas:
  • Es intermitente. Aunque siempre está presente, no se sabe cuanta radiación solar tendremos en determinado punto. Puede haber nubosidad o lluvia que reduzcan su efectividad.
  • A corto plazo es una energía cara, por los costes de instalación; la ventaja se produce con el tiempo.
  • No son lo suficientemente eficientes que deberían; algunos están limitados a determinadas zonas.
  • Es necesario modificar algunas cosas en casa para instalarlos.
  • Cuanto menor sea la densidad de potencia solar, más espacio necesitaremos, lo que implica mayores costes.
  • El almacenamiento es caro. Aunque existen bancos de baterías para usarse en casa que pueden almacenar la energía solar, esto todavía resulta costoso para aplicaciones residenciales.
  • Se necesita mucho espacio para la instalación. Además, no todas las ciudades cuentan con el beneficio de la captación solar que se mide en watts por metro cuadrado, por lo que hay lugares donde se necesitan muchos más paneles para recolectar la misma cantidad de energía.

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