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Cómo funciona un sistema fotovoltaico

Los materiales tales como el silicio pueden producir electricidad si son irradiados por la luz del sol. Una característica física que permitió en los años 50 para construir la primera célula fotovoltaica de la historia humana.

Cómo funciona un sistema fotovoltaico

El nombre de «PV» se expresa en todo el significado del descubrimiento, foto = luz y voltaica = Alessandro Volta (inventor de la batería).

  • Los paneles fotovoltaicos están instalados en el techo de su casa o donde hay una exposición directa a la luz solar (por ejemplo. Terrazas, patios, suelos, etc.).
  • La luz solar se convierte en energía eléctrica alterna, habitable para todas las actividades normales de la casa.
  • La energía eléctrica producida por los paneles en exceso, con respecto al consumo, se vende a la compañía eléctrica como un crédito que se aplicará en la factura eléctrica.

Las células fotovoltaicas conectadas juntas forman un módulo fotovoltaico capaz de convertir la luz solar directamente en electricidad.




Un módulo consiste en 36 celdas dispuestas en serie y permite producir una potencia de aproximadamente 50 vatios. Cada célula fotovoltaica sola (PV) puede producir alrededor de 1,5 vatios de potencia a una temperatura estándar de 25 ° C. La energía producida por el módulo se denomina potencia de pico (Wp) .

La modularidad de los paneles fotovoltaicos permite una amplia flexibilidad de uso. Las células se pueden combinar en serie sobre la base de las necesidades energéticas reales de los usuarios o en las características de la superficie del implante destinado.

La salida de energía eléctrica desde el módulo va pasando a través de los dispositivos de equilibrio del sistema para adaptar la corriente y convertirla en corriente alterna por medio del sistema inversor .

La energía  modificada de CC a CA se introduce en la red eléctrica para el consumo de electricidad local (sistemas aislados en los hogares o negocios) o para ser computada como un  crédito de un contador especial del operador de red eléctrica.

¿Cómo funciona la conversión de la radiación solar en energía eléctrica.

Hasta ahora hemos descrpto los aspectos prácticos. Veamos ahora un paso atrás para describir los elementos físicos que permiten el funcionamiento de un panel solar.

El flujo luminoso del sol ( radiación solar ) invierte el material semiconductor del panel solar, normalmente por el uso del silicio.

El panel solar de los átomos de silicio comprenden una malla cristalina tridimensional de forma tetraédrica en el que cada uno de ellos pone en común uno de sus cuatro electrones de valencia.

El electrón compartido es el que tiene la órbita más exterior lo que se produce la conducción eléctrica. Los otros tres electrones con la órbita más interior están fuertemente vinculados al núcleo del átomo y no participan en la conducción.

En el estado normal de los electrones externos están en una fase de valencia y no tienen suficiente energía para conducir la electricidad.

Cuando esto ocurre el electrón pasa de la banda de valencia a la banda de conducción y es libre de moverse dentro de los reticulados gracias a la estrecha proximidad de otros átomos de silicio.

En la banda de paso que deja tras de sí un vacío. El movimiento de los electrones exteriores en la banda de conducción y las brechas relativas continúa hasta que está presente la radiación solar.

semiconductores

La diferencia con los conductores y materiales aislantes. El material conductor poseen electrones externos pertenecientes al estado de valencia y de conducción.

Por esta razón conducen bien la electricidad. Las dos bandas se solapan sustancialmente.




En contraste, los materiales aislantes tienen la banda de conducción lejos de la valencia. En los semiconductores , los electrones estàn en  el estado de valencia (como en los materiales aislantes), pero la distancia con la banda de conducción es mínima.

Por tanto, es posible que un electrón externo de distancia temporalmente de la banda de valencia a la conducción. Esto ocurre cuando el electrón es invertido por un flujo luminoso capaz de liberar los electrones más exteriores.

Para cada electrón pasa a la banda de conducción que deja abierta una brecha en la banda de valencia. A medida que el electrón en la brecha de banda de conducción también tiende a moverse en la banda de valencia debido a la actuación del campo eléctrico como una carga positiva.

 

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