Dado que el calentamiento global sigue amenazando nuestro medio ambiente, no cabe duda de que la energía solar se convertirá en una forma de energía renovable aún más importante en el futuro. Pero, ¿cómo funciona exactamente?
El Sol tiene suficiente combustible para impulsar nuestro Sistema Solar durante otros cinco mil millones de años.
Los tipos de paneles solares pueden convertir esta energía en un suministro interminable y conveniente de electricidad
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¿Cuánta energía podemos obtener del Sol?
Saber cómo funciona la energía solar es increíble. Como media, cada metro cuadrado de la superficie de la Tierra recibe 163 vatios de energía solar).
En otras palabras, se podría colocar una lámpara de mesa muy potente (150 vatios) en cada metro cuadrado de la superficie de la Tierra e iluminar todo el planeta con la energía del Sol.
Pero también hay un inconveniente. La energía que envía el Sol llega a la Tierra como una mezcla de luz y calor. Ambas son increíblemente importantes, pero no podemos utilizar la luz o el calor del Sol directamente para hacer funcionar un televisor o un coche.
Tenemos que encontrar alguna forma de convertir la energía solar en otras formas de energía que podamos utilizar más fácilmente, como la electricidad. Y eso es exactamente lo que hacen las células solares, que son las que explican cómo funciona la energía solar.
¿Qué son las células solares?
Para entender cómo funciona la energía solar debemos saber qué son las células solares.
Una célula solar es un dispositivo electrónico que capta la luz solar y la convierte directamente en electricidad. Es del tamaño de la palma de la mano de un adulto, tiene forma octogonal y es de color negro azulado.
Las células solares suelen agruparse para formar unidades más grandes llamadas módulos solares, que a su vez se acoplan en unidades aún más grandes conocidas como paneles solares, o se cortan en chips para proporcionar energía a pequeños aparatos.
Las células de un panel solar están diseñadas para generar electricidad, pero mientras las células de una batería producen electricidad a partir de sustancias químicas, las de un panel solar generan energía capturando la luz solar.
A veces se denominan células fotovoltaicas porque utilizan la luz solar («foto» viene de la palabra griega para luz) para producir electricidad (la palabra «voltaica» es una referencia al pionero italiano de la electricidad Alessandro Volta).
Así funciona la energía solar
Podemos pensar que la luz está formada por diminutas partículas llamadas fotones, por lo que un rayo de luz solar es como una manguera amarilla brillante que dispara trillones y trillones de fotones hacia nosotros.
Si se coloca una célula solar en su camino, esta atrapa estos fotones energéticos y los convierte en un flujo de electrones, una corriente eléctrica.
Cada célula genera unos pocos voltios de electricidad, por lo que el trabajo de un panel solar es combinar la energía producida por muchas células para crear una cantidad útil de corriente eléctrica y voltaje.
Prácticamente todas las células solares actuales están hechas de láminas de silicio (uno de los elementos químicos más comunes de la Tierra, que se encuentra en la arena), aunque, como veremos en breve, también se pueden utilizar otros materiales.
Cuando la luz del sol brilla sobre una célula solar, la energía que transporta hace salir electrones del silicio. Estos pueden ser forzados a fluir por un circuito eléctrico y alimentar cualquier cosa que funcione con electricidad.
¿Cómo se fabrican las células solares?
El silicio es el material con el que se fabrican los transistores (pequeños interruptores) de los microchips, y las células solares funcionan de forma similar. El silicio es un tipo de material llamado semiconductor.
Algunos materiales, sobre todo los metales, permiten que la electricidad fluya a través de ellos con gran facilidad; se denominan conductores.
Otros materiales, como los plásticos y la madera, no permiten que la electricidad fluya a través de ellos; se denominan aislantes.
Los semiconductores, como el silicio, no son ni conductores ni aislantes: normalmente no conducen la electricidad, pero en determinadas circunstancias podemos hacer que lo hagan.
¿Cuánta energía podemos producir con las células solares?
En teoría, una cantidad enorme. Olvidemos por el momento las células solares y consideremos la luz solar pura. Hasta 1.000 vatios de energía solar bruta llegan a cada metro cuadrado de la Tierra que apunta directamente al Sol (esa es la potencia teórica de la luz solar directa del mediodía en un día sin nubes, con los rayos solares disparando perpendicularmente a la superficie de la Tierra y dando la máxima iluminación o insolación).
En la práctica, una vez corregida la inclinación del planeta y la hora del día, lo mejor que podemos obtener son unos 100-250 vatios por metro cuadrado en las latitudes típicas del norte (incluso en un día sin nubes).
Eso se traduce en unos 2-6 kWh al día (dependiendo de si te encuentras en una región septentrional como Canadá o Escocia o en algún lugar más soleado como Arizona o México).
Si multiplicamos la producción de todo un año, obtenemos entre 700 y 2500 kWh por metro cuadrado (700-2500 unidades de electricidad).
Las regiones más cálidas tienen claramente un potencial solar mucho mayor: Oriente Medio, por ejemplo, recibe cada año entre un 50% y un 100% más de energía solar útil que Europa.
Desgraciadamente, las células solares típicas sólo tienen un 15% de eficiencia, por lo que sólo podemos capturar una fracción de esta energía teórica: quizá entre 4 y 10 vatios por metro cuadrado.
Por eso los paneles solares tienen que ser tan grandes: la cantidad de energía que se puede producir está, obviamente, directamente relacionada con la superficie que se puede cubrir con células.
Para autoabastecerse, será necesario saber cuánta electricidad necesitas. De este modo se calcula la cantidad de paneles solares que tendrás que instalar.
Si estás pensando en instalar paneles solares en tu vivienda o negocio, ahora ya sabes cómo funcionan. El siguiente paso es contactar con Atlas Green Energy. Te indicaremos todo lo que debes saber sobre el autoconsumo doméstico o de empresa y los paneles solares.
