QUE ES UN PANEL SOLAR FOTOVOLTAICO
Las personas que piensan en instalar energìa solar en sus hogares se preguntan QUE ES UN PANEL SOLAR FOTOVOLTAICO?
QUE ES UN PANEL SOLAR FOTOVOLTAICO
Los paneles solares fotovoltaicos son dispositivos formados por cèlulas solares que transforman la luz solar en corriente continua CC que luego se transforma en corriente alterna CA para ser utilizada en el hogar.
Energía fotovoltaica (PV)
PV está emergiendo como un importante recurso de energía, cada vez más asequible y demostrando ser más confiable que los servicios públicos. El poder fotovoltaico promete un futuro más brillante y más limpio para nuestros hijos.
Usando la tecnología que tenemos hoy podríamos igualar toda la producción eléctrica de los Estados Unidos con plantas de energía fotovoltaica que usan solo alrededor de 12,000 millas cuadradas.
En 1839, Edmund Becquerel descubrió el proceso de usar la luz solar para producir una corriente eléctrica en un material sólido, pero no fue hasta un siglo después que los científicos finalmente descubrieron que el efecto fotovoltaico causaba que ciertos materiales convirtieran la energía de la luz en energía eléctrica.
El efecto fotovoltaico es el proceso principal básico mediante el cual una célula fotovoltaica convierte la luz solar en electricidad. Cuando la luz brilla en una celda PV, puede reflejarse, absorberse o pasar directamente. La luz absorbida genera electricidad.
A principios de la década de 1950, las células fotovoltaicas (PV) se desarrollaron como un spin-off de la tecnología de transistores. Las capas muy delgadas de silicio puro están impregnadas con pequeñas cantidades de otros elementos. Cuando se expone a la luz solar, se producen pequeñas cantidades de electricidad.
Originalmente, esta tecnología era una fuente costosa de energía para los satélites, pero ha bajado constantemente de precio, por lo que es asequible para las casas de energía y las empresas.
| Células | Dispositivo semiconductor que convierte la luz solar en electricidad de corriente continua (CC) | |
|---|---|---|
| Módulos | Los módulos fotovoltaicos consisten en circuitos de células fotovoltaicas sellados en un laminado de protección ambiental y son el elemento fundamental de los sistemas fotovoltaicos | |
| Paneles | Los paneles fotovoltaicos incluyen uno o más módulos fotovoltaicos ensamblados como una unidad precableada, instalable en campo | |
| Formación | Una matriz fotovoltaica es la unidad generadora de energía completa, que consta de cualquier cantidad de paneles fotovoltaicos y paneles |
Celda fotovoltaica
Una única célula fotovoltaica es una oblea delgada semiconductora hecha de dos capas generalmente hechas de silicio altamente purificado (las células fotovoltaicas pueden estar hechas de muchos semiconductores diferentes, pero el silicio cristalino es el más utilizado). Las capas se han dopado con boro en un lado y fósforo en el otro lado, produciendo un exceso de electrones en un lado y un déficit de electrones en el otro lado.
Cuando la oblea es bombardeada por la luz del sol, los fotones en la luz del sol eliminan algunos de los electrones en exceso, esto hace que haya una diferencia de voltaje entre los dos lados a medida que el exceso de electrones intenta moverse al lado del déficit. En silicio, este voltaje es de .5 voltios.
Se hacen contactos metálicos a ambos lados del semiconductor. Con un circuito externo conectado a los contactos, los electrones pueden volver a donde llegaron y una corriente fluye a través del circuito. Esta célula FV no tiene capacidad de almacenamiento, simplemente actúa como una bomba de electrones.
La cantidad de corriente está determinada por la cantidad de electrones que los fotones solares desactivan. Las células más grandes, las células más eficientes o las células expuestas a luz solar más intensa emitirán más electrones.
Módulos fotovoltaicos |
Un módulo fotovoltaico consta de muchas células fotovoltaicas cableadas en paralelo para aumentar la corriente y en serie para producir un voltaje más alto. Los módulos de 36 celdas son el estándar de la industria para la producción de grandes potencias.
El módulo está encapsulado con vidrio templado (u otro material transparente) en la superficie frontal y con un material protector e impermeable en la superficie posterior. Los bordes están sellados para impermeabilizar, y a menudo hay un marco de aluminio que mantiene todo junto en una unidad montable. En la parte posterior del módulo hay una caja de conexiones, o cables conductores, que proporcionan conexiones eléctricas.
Actualmente hay cuatro tecnologías de producción comercial para módulos fotovoltaicos:
Mono cristalino
Esta es la técnica de producción más antigua y cara, pero también es la tecnología de conversión de luz solar más eficiente disponible. La eficiencia del módulo promedia entre 10% y 12% *
Policristalino o multicristalino
Esto tiene una eficiencia de conversión ligeramente menor en comparación con el cristal único, pero los costos de fabricación también son menores. La eficiencia del módulo promedia entre 10% y 11% *
String Ribbon
Este es un refinamiento de la producción policristalina, hay menos trabajo en la producción por lo que los costos son aún más bajos. La eficiencia del módulo promedia del 7% al 8% *
Película amorfa o delgada El
material de silicio se vaporiza y deposita sobre vidrio o acero inoxidable. El costo es menor que cualquier otro método. La eficiencia del módulo promedia del 5% al 7% *
* Verifique con el fabricante la eficiencia de conversión precisa del módulo.
Paneles fotovoltaicos |
Los paneles fotovoltaicos incluyen uno o más módulos fotovoltaicos montados como una unidad preinstalada y montable en campo. El diseño modular de paneles fotovoltaicos permite que los sistemas crezcan a medida que cambian las necesidades.
Los módulos de fabricación diferente se pueden mezclar sin ningún problema, siempre que todos los módulos tengan una salida de voltaje nominal de 1,0 voltios de diferencia.
Arreglo fotovoltico |
Una matriz fotovoltaica consta de una serie de paneles FV individuales o paneles que se han cableado juntos en serie y / o en paralelo para suministrar la tensión y el amperaje que requiere un sistema en particular. Una matriz puede ser tan pequeña como un solo par de módulos, o lo suficientemente grande como para cubrir acres.
El módulo de 12 voltios es el estándar de la industria para la carga de la batería. Los sistemas que procesan hasta aproximadamente 2000 vatios-hora deberían estar bien a 12 voltios. El procesamiento de sistemas 2000 – 7000 vatios-hora funcionará mejor a 24 voltios.Los sistemas con más de 7000 vatios-hora probablemente deberían funcionar a 48 voltios.
Siga el enlace a continuación para ver ejemplos de sistemas eléctricos completos basados en energía fotovoltaica: Sistemas eléctricos solares configurados
Rendimiento del módulo fotovoltaico |
El rendimiento de los módulos fotovoltaicos y las matrices generalmente se evalúa de acuerdo con su potencia máxima de CC (vatios) en condiciones de prueba estándar (STC).
Las condiciones de prueba estándar están definidas por una temperatura de funcionamiento del módulo (celda) de 25 ° C (77 ° F) y un nivel de radiación solar incidente de 1000 W / m2 y bajo una distribución espectral de la masa de aire de 1,5.
Dado que estas condiciones no siempre son típicas de cómo funcionan los módulos fotovoltaicos y las matrices en el campo, el rendimiento real generalmente es del 85 al 90 por ciento de la clasificación STC.
Los módulos fotovoltaicos de hoy en día son productos extremadamente seguros y confiables, con tasas de falla mínimas y vidas de servicio proyectadas de 20 a 30 años.
La mayoría de los principales fabricantes ofrecen garantías de veinte o más años para mantener un alto porcentaje de producción de potencia nominal inicial. Al seleccionar módulos fotovoltaicos, busque la lista de productos (UL), las pruebas de calificación y la información de garantía en las especificaciones del fabricante del módulo.
Aplicaciones fotovoltaicas |
El PV se ha usado rutinariamente para teléfonos de emergencia en carreteras y muchos letreros de construcción temporales, donde el costo y el problema de aumentar la energía de la red pública supera el mayor gasto inicial de energía fotovoltaica, y donde los grupos electrógenos móviles presentan más problemas de combustible y mantenimiento.
Más de 100,000 hogares en los Estados Unidos, principalmente en sitios rurales, ahora dependen de los PV como fuente de energía primaria, y esta cifra está creciendo rápidamente a medida que las personas comienzan a entender cuán limpia y confiable es esta fuente de energía y cuán profundamente nuestra energía actual las prácticas son préstamos de nuestros hijos.
Los costos de energía fotovoltaica ahora se reducen a un nivel que los convierte en la elección clara no solo para aplicaciones remotas, sino también para aquellos que buscan soluciones más seguras para el medioambiente y la independencia de los costos cada vez mayores de energía de las empresas de servicios públicos.
