Lo unico que le falta a los paneles solares es que tambien puedan generar electricidad por las noches ,pero todavia en el estadio que se encuentra la tecnologia solar no se ha podido lograr .
Los paneles solares no funcionan de noche porque dependen de la luz solar para generar electricidad. Tal vez haya escuchado a un amigo o vecino decir que usa energía solar para alimentar su casa por la noche. Eso probablemente plantea la pregunta en tu mente.
¿Pueden los paneles solares trabajar de noche?
Algunas personas se confunden con la forma simple en que comúnmente nos referimos a la energía solar y cómo la usamos. Sin embargo, la verdad es que los paneles solares no pueden generar electricidad por la noche. Lo que es posible es que pueda usar la energía solar generada durante el día y almacenarla en dispositivos como baterías de iones de litio que le permitirán usarla durante la noche.
Vamos a darle un pequeño enfoque técnico sobre cómo se genera la electricidad de los paneles solares y cómo puede usar esta energía generada durante la noche.
¿Cómo se genera la energía solar?
Los paneles solares son dispositivos electrónicos diseñados con un marco de aluminio, vidrio, cables y materiales semiconductores que se colocan en capas delgadas llamadas células solares.
El material semiconductor utilizado por excelencia en los paneles solares es el silicio, uno de los semiconductores más abundantes en la Tierra. El silicio tiene una estructura cristalina compuesta de fuertes enlaces entre átomos.
Sin embargo, al agregar o “dopar” la estructura con otros componentes como el boro y el fósforo, es posible aumentar la conductividad de la capa. En otras palabras, aumenta la cantidad de electricidad que se puede generar.
Ahora, la luz solar se puede describir como una partícula o una onda. Si nos referimos a la luz solar como una partícula, entonces nos estamos refiriendo a partículas a nivel del átomo llamadas fotones que impactan la superficie de la Tierra cada instante durante el día.
Cuando estos fotones alcanzan la célula solar de silicio dopada con boro y fósforo, liberan portadores de carga gratuita (llamados electrones). El movimiento de electrones conduce a la generación de electricidad, por lo tanto, mientras se liberan más electrones, se genera más energía.
En resumen, los fotones alcanzan la superficie del panel solar, la energía cinética de los fotones se transmite a los electrones, libera electrones, genera electricidad y luego se conducen a los puntos de arnés llamados barras colectoras que están conectados a la salida de la célula fotovoltaica.
Fuente: Tecnologías de energía solar y entrega de proyectos para edificios, Andy Walker
Como puede ver, la principal fuente de energía en la electricidad fotovoltaica es la energía cinética de los fotones. Por lo tanto, si no hay luz solar, entonces no hay fotones. Si no hay fotones, entonces es imposible aprovechar la electricidad de los paneles solares.
Entonces, ¿cómo es posible que la energía solar alimente la casa de mi vecino de noche?
El aprovechamiento de la energía solar tiene una forma de curva particular que generalmente se puede simular como una curva gaussiana.
Fuente: My Solar Quotes
Como puede ver arriba, el aprovechamiento solar comienza a producir un poco de energía en las primeras horas, maximiza su producción durante el mediodía y se reduce a medida que se acercan las horas de la tarde.
Sin embargo, en muchos casos, la producción de energía solar excede el consumo durante las horas del mediodía cuando las cargas son bajas porque está fuera de la casa trabajando o haciendo negocios. Luego, los patrones de consumo generalmente aumentan por la noche, cuando encendemos las luces de nuestras casas, encendemos la televisión, comenzamos a cocinar, lavar la ropa, etc. Desafortunadamente, la energía solar ya no se genera para entonces.
Dado que estos dos picos de generación y consumo no se pueden mezclar, se necesitaba una solución para hacer posible el equilibrio de la electricidad. En realidad, en los Estados Unidos, hay dos soluciones para este problema: medición neta y almacenamiento de energía.
Medición neta
El esquema de Medición Neta permite a cualquier propietario o usuario que produzca un exceso de energía solar durante el día venderlo a la red de servicios públicos y recibir un crédito por la electricidad inyectada en la factura de energía. En otras palabras, el crédito compensa la electricidad consumida de la red durante la noche, se traduce en una reducción del costo de la factura de energía cada mes.
El problema con la medición neta es que la tarifa o el crédito que obtiene para compensar su producción de un día para otro cambia de estado a estado y de vez en cuando en los EE. UU. Algunos estados también tienen límites de capacidad que pueden aplicarse para la generación de energía distribuida, otros tienen restricciones en las fuentes de energía renovables que pueden aplicarse, y otros simplemente no tienen ese esquema.
Sin embargo, alrededor de 38 estados han implementado la política de Medición de red, por lo que tampoco es un número malo, como puede ver a continuación.
Fuente : Conferencia Nacional de Legislaturas Estatales
Otros estados tienen tasas arancelarias especiales, como Minnesota y Texas (específicamente Austin). Estos ofrecen un valor de tasa solar que tiene en cuenta no solo la energía inyectada a la red, sino también los beneficios que ofrece la energía solar para equilibrar la red todos los días. La principal diferencia con Net Metering es que el valor de la tarifa solar se fija durante 20 años, lo que ofrece estabilidad en sus ganancias de electricidad.
Almacenamiento de energia
La otra solución que salió al mercado fue instalar sistemas fotovoltaicos con baterías de respaldo. Por lo general, estos sistemas se denominan conectados a la red con respaldo de batería porque normalmente no funcionan fuera de la red, pero cuando hay un apagón pueden alimentar su casa.
El acoplamiento del almacenamiento de energía con los sistemas fotovoltaicos se ha vuelto muy popular gracias a la aparición de inversores híbridos que no requieren la presencia de un controlador de carga que aumente los costos. También son populares ahora gracias a compañías como Tesla, LG Chem y Sonnen que han promovido baterías de iones de litio que son más eficientes, más seguras, ocupan menos espacio, duran más y son más bonitas que los modelos de baterías de plomo-ácido anteriores.
Basado en este enfoque, algunos diseñadores solares tienen en cuenta el uso de baterías para mejorar su autoconsumo. La razón de esto es que a veces, los esquemas de medición neta pueden no compensarlo lo suficiente por el valor de la energía solar en comparación con la tarifa de electricidad que debe pagar más adelante.
Así es como salieron modelos como la batería de CA de Enphase Energy. No proporcionan respaldo, pero ahorran el exceso de energía generado durante el día para usarlo más tarde por la noche.
Sin embargo, al comparar los costos de capital adicionales de mejorar el autoconsumo a través de una batería con las ganancias obtenidas al ahorrar su energía solar para su uso posterior, la respuesta promedio es que no vale la pena.
Por lo tanto, el verdadero propósito de agregar una batería debe ser proporcionar seguridad contra apagones en su casa o negocio, y el beneficio adicional debe ser que puede aumentar su autoconsumo y posiblemente obtener mejores ahorros a largo plazo.
¿Los paneles solares producirán electricidad alguna vez en la noche?
Ahora sabe que la “energía solar” utilizada por su vecino en la noche en realidad se almacena en baterías o en la red (caso de medición neta).
Pero, ¿será posible que los paneles solares lleguen a generar electricidad también por la noche? Eso sería asombroso, ¿verdad?
Sin embargo, todavía no hay signos de que pueda ser posible (en el futuro cercano, al menos).
Los intentos de tecnologías que se acercan a esta idea son las nanoantenas del Laboratorio Nacional de Idaho que intentaron recolectar energía del Sol utilizando el calor generado durante el día para generarla más tarde por la noche, pero esa investigación se perdió a tiempo porque era de 2008 y nunca lo vimos en el mercado.
Es posible que otras tecnologías como la energía solar fotovoltaica (STPV) puedan utilizar el calor durante el día para producir electricidad para su uso posterior, sin embargo, todavía es demasiado pronto para llegar a conclusiones. ¡El tiempo nos hará saber si puede ser posible!