PANELES FOTOVOLTAICOS
La generaciòn de electricidad por medio de paneles fotovoltaicos se esta haciendo cada vez mas accesible a las personas interesadas a camiar su estilo de vida optando por la energia solar.
El fundamento de este cambio puede ser el ahorro de dinero en su facturas de electricidad y en el cuidado del medio ambiente.
¿Qué es un panel fotovoltaico y cómo funcionan?
Los paneles fotovoltaicos (PV) son dispositivos que generan electricidad directamente de la luz solar a través de un proceso electrónico que ocurre naturalmente en ciertos tipos de materiales, llamados semiconductores.
En pocas palabras, un panel fotovoltaico funciona al permitir que los fotones, o partículas de luz, liberen electrones de los átomos y generen un flujo de electricidad.
Los paneles fotovoltaicos en realidad comprenden muchas unidades más pequeñas llamadas células fotovoltaicas. (La energía fotovoltaica simplemente significa que convierten la luz solar en electricidad.) Muchas células conectadas forman un panel solar.
¿Cuál es la función de los paneles fotovoltaico?
La conversión de la energía de la luz en energía eléctrica se basa en un fenómeno llamado efecto fotovoltaico .
Cuando los materiales semiconductores se exponen a la luz, algunos de los fotones de los rayos de luz son absorbidos por el cristal semiconductor que causa un número significativo de electrones libres en el cristal.
Esta es la razón básica para producir electricidad debido al efecto fotovoltaico. La célula fotovoltaica es la unidad básica del sistema donde el efecto fotovoltaico se utiliza para producir electricidad a partir de la energía de la luz.
El silicio es el material semiconductor más utilizado para la construcción de la célula fotovoltaica. en la actualidad, algunos materiales alternativos más baratos que el silicio también se utilizan para desarrollar módulos fotovoltaicos.
Los paneles solares fotovoltaicos absorben la luz solar como fuente de energía para generar electricidad .
Un módulo fotovoltaico (PV) es un conjunto empaquetado y conectable de células solares fotovoltaicas de 6×10 .
Los módulos fotovoltaicos constituyen la matriz fotovoltaica de un sistema fotovoltaico que genera y suministra electricidad solaren aplicaciones comerciales y residenciales.
Cada módulo está clasificado por su potencia de salida de CC en condiciones de prueba estándar (STC), y normalmente oscila entre 100 y 365 vatios (W) .
La eficiencia de un módulo determina el área de un módulo con la misma potencia nominal: un módulo eficiente de 230 W al 8% tendrá el doble del área de un módulo eficiente de 230 W al 16%. Hay algunos módulos solares disponibles en el mercado que superan la eficiencia del 24%
Un solo módulo solar puede producir solo una cantidad limitada de energía; la mayoría de las instalaciones contienen múltiples módulos. Un sistema fotovoltaico generalmente incluye una serie de módulos fotovoltaicos, un inversor , un paquete de baterías para almacenamiento, cableado de interconexión y, opcionalmente, un mecanismo de seguimiento solar
.¿Quién fue el creador de los paneles fotovoltaicos?
Los paneles fotovoltaicos se usan ampliamente o generan electricidad y energía en todo el mundo. Aunque la inversión inicial es bastante alta, el combustible es barato y abundante y apenas produce contaminación a diferencia de la quema de combustibles fósiles.
La tecnología de la celdas fotovoltaicas es extremadamente antigua y el trabajo comenzó de esta manera en el siglo XIX. El físico francés Antoine – Cesar Becquerel se acredita con la investigación del panel solar, en 1839. Mientras estaba experimentando con un electrodo sólido que se sumergió en la solución de electrolito, pudo ver un efecto fotovoltaico. Incluso vio un voltaje desarrollarse cuando la luz del sol cayó sobre el electrodo.
La creación de la célula solar por primera vez se atribuye a Charles Fritts, quien usó uniones que se crearon cuando el semiconductor estaba cubierto por una capa muy delgada de oro.
Las primeras celdas solares y paneles que se crearon fueron extremadamente ineficientes y la conversación de energía recibida del sol se situó por debajo del 1%. Russell Ohl fue el primer inventor, que creó la célula solar de silicio en 1941.
En 1954, los tres investigadores estadounidenses Gerald Pearson, Calvin Fuller y Daryl Chapin fueron capaces de crear un panel solar que podría tener el nivel de eficiencia del 6% con luz de sol.
Tipos de paneles fotovoltaicos
¿Cuáles son los principales tipos de paneles solares?
Hay algunos tipos diferentes de modulos solares. La imagen tradicional que recuerdan los paneles solares es la de un sistema monocristalino o policristalino.
Los paneles cristalinos son la forma más común de placas solares. Estos son los paneles negro o azul, con una gruesa capa de vidrio sobre ellos, montados en un marco de aluminio a pocos centímetros de la superficie de un techo. Si bien estos son actualmente los paneles solares más utilizados, no son la única opción.
Los paneles solares de película fina son cada vez más populares debido a su aspecto elegante y a un menor costo, se pueden colocar directamente en muchas superficies. Algunas personas también están invirtiendo en paneles solares. Las baldosas solares no van sobre el techo, sino que se combinan con el estilo del techo y reemplazan una sección del techo existente.
Todos estos tipos diferentes de placas fotovoltaicas sirven para el mismo propósito, producir electricidad a partir de la luz del sol. Esto se llama solar fotovoltaico o PV. Hay otro tipo de panel solar con un propósito diferente, solar térmica.
Estos paneles usan la luz del sol para calentar el agua de su casa. No producen electricidad. Recientemente ha llegado al mercado un panel solar híbrido que tiene como objetivo producir electricidad como un panel fotovoltaico y utilizar el exceso de calor del panel para calentar el agua en el estilo de la energía solar térmica.
Todos los paneles solares PV funcionan con un método muy similar. La diferencia entre los diversos tipos generalmente involucra el material dentro de los paneles que absorbe la luz del sol.
Los paneles solares necesitan un material semiconductor para absorber la luz del sol. Este material generalmente se basa en el silicio, el tipo de silicio utilizado crea las principales diferencias entre los paneles solares monocristalinos, policristalinos y de película delgada.
Monocristalino
Los paneles solares monocristalinos usan obleas finas de cristales de silicio individuales, que se han cultivado para este propósito exacto, como su semiconductor. El hecho de que no mezclan el silicio les da una apariencia uniforme.
También los convierte en el estilo más eficiente de paneles solares. Como comprador, esto significa que los paneles solares monocristalinos pueden ser los más caros, pero también producirán la mayor cantidad de electricidad.
Policristalino
Los paneles policristalinos usan cortes sueltos de diferentes cristales de silicio, fundidos en un molde, para formar su semiconductor. Esta naturaleza inconexa los hace un poco menos eficientes que los paneles monocristalinos. Sin embargo, la diferencia en la eficiencia de los paneles mono / policristalino solía ser más notable de lo que es ahora. Los avances en la tecnología cristalina han llevado a que los sistemas solares monocristalinos y policristalinos tengan un precio y una producción muy similares.
Una de las únicas diferencias reales que quedan es su aspecto. Los paneles policristalinos parecen tener un aspecto más azul debido a las diversas piezas de cristal que reflejan la luz.
Película delgada / Silicio amorfo
Los paneles solares de película delgada son una tecnología más nueva que los paneles cristalinos. Los paneles de película delgada utilizan una capa increíblemente delgada de silicio amorfo como semiconductor.
Este método hace que los paneles sean más delgados y estéticamente más agradables. Los paneles de película fina pueden ser más flexibles y más fáciles de montar en una variedad de superficies.
También pueden trabajar más eficientemente en condiciones de poca luz y nublados. Los paneles de película delgada son más baratos que los paneles cristalinos para hacer e instalar.
Sin embargo, los paneles de película delgada aún no son tan eficientes como los paneles cristalinos. Los paneles cristalinos son todavía hasta 4 veces más eficientes que las películas delgadas, lo que significa que obtendrás mucha menos electricidad por metro cuadrado de los paneles de película delgada
Híbrido: Nueva tecnologia de paneles fotovoltaicos
Hay un nuevo tipo de panel solar híbrido que avanza lentamente hacia el mercado principal. Los paneles híbridos son esencialmente paneles fotovoltaicos con intercambiadores de calor debajo que absorben cualquier exceso de calor creado por los paneles.
Los paneles solares no necesitan calor para funcionar, solo necesitan luz. Sin embargo, los paneles pueden calentarse en el transcurso del día y un exceso de calor puede reducir su eficiencia. Con esto en mente, los ingenieros han creado una forma de usar ese exceso de calor para crear agua caliente para el hogar.
Esta tecnología podría ser una gran adición a cualquier hogar en el futuro. Los paneles solares producirán más electricidad porque no se sobrecalentarán y la casa también se beneficiará del agua caliente gratuita. Sin embargo, la energia solar fotovoltaica hirida es todavía es muy nueva, ¡esto significa que todavía es muy cara! Los paneles híbridos aún no se han probado a largo plazo para determinar el retorno de la inversión.
Mas informacion sobre los paneles fotovoltaicos
Paneles fotovoltaicos precios
¿Cuánto cuesta el sistema solar promedio?
| Sistema Solar Hogar | Costo | Tamaño (kW) |
|---|---|---|
| Sistema promedio | $ 15,000 | 4kW |
| Sistema grande | $ 29,000 | 8kW |
Una de las mayores preguntas que los propietarios tienen al pensar la decisión de cambiar a energía solar limpia es cuánto tendrán que gastar. Sin embargo, determinar el costo de los paneles solares es fácil si conoce el costo por vatio de cada panel.
Los cálculos de costo por vatio le permiten comparar rápida y fácilmente dos paneles que tienen diferentes precios y diferentes potencias. Todo lo que tienes que hacer es dividir el vataje por el precio.
Por ejemplo, suponga que está tratando de comparar el precio nivelado de un panel de 200 vatios que cuesta $ 150 y un panel de 175 vatios que cuesta $ 140.
El panel de 200 vatios cuesta $ 0,75 por vatio ($ 150 dividido por 200 vatios) y el panel de 175 vatios cuesta $ 0,80 por vatio ($ 140 dividido por 175 vatios).
En otras palabras, aunque el panel de 200 vatios cuesta más en un sentido absoluto, también es un mejor valor.
Pero ir a la energía solar requiere más que solo paneles solares. También necesitará bastidores, inversores y otros equipos. El costo de estos elementos del sistema también se puede calcular utilizando una medición de costo por watt.
En un sistema solar promedio, los paneles solares en sí comprenden solo alrededor del 15 por ciento del costo total por vatio. Desde que la administración Trump aprobó los aranceles sobre los paneles solares importados, eso significa que cuestan aproximadamente $ 0,45 por vatio.
Recuerde, eso equivale a $ 0,45 del costo de todo el sistema instalado; es probable que el cálculo del costo por vatio de un panel solar por sí solo arroje una cifra más cercana a las enumeradas anteriormente.
El costo de su inversor depende de su tipo. Hay dos tipos principales de inversores. Aunque ambos convierten la electricidad de CC en electricidad de CA utilizable, lo hacen de forma algo diferente.
Los inversores de cadena son estándar y cuestan aproximadamente $ 0.13 por vatio. El otro tipo de inversor, el microinversor, es sustancialmente más caro; por lo general cuestan $ 0,34 por vatio.
Pero para muchos propietarios, el mayor costo del microinversor vale la pena. A diferencia de los inversores estándar, que unen múltiples paneles en una secuencia (o “cadena”), los microinversores se instalan individualmente debajo de cada panel.
Esto permite la supervisión individual del panel y significa que si un panel individual falla o experimenta problemas, los paneles vecinos no se verán afectados.
Un estudio de 2011 encontró que en condiciones no sombreadas, los microinversores superaron a los inversores centrales en aproximadamente un 20 por ciento, y en condiciones de sombra, superaron a los inversores centrales en un 27 por ciento. Además, los microinversores son más seguros que los inversores estándar y se pueden actualizar más fácilmente.
Los inversores de cadena con optimizadores de potencia también pueden evitar problemas de rendimiento administrando la salida de energía de paneles solares individuales y ajustando el sistema según sea necesario. Un inversor de cadena optimizado para energía costará alrededor de $ 0.15 por vatio.
Una vez que tenga sus paneles solares, tendrá que montarlos. Los bastidores de paneles solares mantendrán sus paneles seguros y protegidos, y deberán inclinarse hacia el sol para maximizar la producción de energía. Las opciones de trasiego (o “montaje”) son mucho más limitadas que las de los inversores, y normalmente agregarán $ 0,11 por vatio a los costos generales del sistema.
Una variedad de componentes eléctricos también aumentan el costo de su sistema solar. Estos componentes, que incluyen conductores, combinadores, cajas de transición, interruptores, sistemas de monitoreo, fusibles, conductos, etc., tienen un precio algo diferente, y la cantidad que necesitará gastar depende del inversor que esté instalando. Puede esperar pagar $ 0.20 a $ 0.33 por watt para estos.
Además del hardware necesario, el precio de un sistema solar también incluye una cantidad de “costos blandos” sin equipo. Los instaladores, por ejemplo, cobran entre $ 12 y $ 25 por hora. Ellos son los que realmente colocan los paneles en el techo y ajustan su orientación para garantizar que su hogar reciba la producción de energía óptima. Una vez que todo está instalado, necesitará que un electricista conecte el sistema a la red. Cobrarán aún más; los precios en el rango de $ 19 a $ 38 por hora son comunes.
Para garantizar que su sistema solar cumpla con las reglamentaciones locales, los departamentos locales de bomberos, construcción y energía a menudo requieren permisos. Según el Laboratorio Nacional de Energía Renovable, los permisos, la inspección y la interconexión (o “PII”) agregan $ 0.10 adicionales por vatio al costo del sistema. Pero algunos analistas estiman que las tarifas, el cumplimiento del código y los permisos representan la mitad del costo de un sistema solar residencial en los EE. UU.
Las ventas y el marketing agregan $ 0.29 a $ 0.42 por vatio. Los instaladores solares invierten este dinero en publicidad, llamadas de ventas y ventas de puerta a puerta , que son cruciales para adquirir nuevos clientes y ayudar a las personas a comprender los muchos beneficios ambientales y financieros de la energía solar limpia y abundante.
Los gastos generales, generales y otros costos blandos normalmente agregarán de $ 0.28 a $ 0.35 por vatio (dependiendo de la ubicación de su hogar y el estado de la economía) al costo instalado de su sistema. Estos fondos se utilizan para alquilar oficinas, pagar a los trabajadores y realizar otros negocios administrativos.
El costo de un sistema solar, por supuesto, no debe ser la única variable que considere al tomar su decisión. Igualmente importantes son la eficiencia y la marca del panel, así como los acuerdos de garantía y servicio que lo acompañan.
Y dado que la cantidad de sol que recibe su hogar afecta su capacidad de producción de energía solar, también deberá consultar con un instalador solar para determinar si se encuentra en una ubicación que favorece la energía solar.
Respuesta a la ejercitacion:
a) 8.96 kwh
b) 3270 kwh
c) 35.8 paneles
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