Cómo funciona la energía solar paso a paso
El concepto de producción de energía a partir del sol puede parecer sencillo a primera vista, pero es bastante complejo en la práctica. Los dos diagramas que se presentan a continuación aclaran los dos aspectos principales de la energía solar y facilitan la comprensión de cómo encaja en la cuestión más amplia de la producción y el uso de la energía. Ábralos e imprímalos con Adobe Reader.
En el interior del panel hay dos obleas de silicio de aproximadamente un milímetro de grosor con una fina red de contactos eléctricos, llamada diodo, entre ellas. Cuando el sol incide en la oblea de silicio exterior, la energía contenida en los fotones desprende algunos de los electrones de las partículas de silicio, que son capturados por el campo eléctrico del diodo y se desprenden del panel solar en forma de energía eléctrica.
Para que el proceso sea más eficaz, el silicio de una de las capas se adultera con átomos de fósforo, que crean una carga positiva, y en la otra se mezclan átomos de boro, que crean una carga negativa. El resultado de las capas con cargas opuestas es un flujo mucho mayor de electrones entre ellas, que son interceptados por el diodo del centro.
Sistemas de energía solar
Los paneles solares reciben la luz del sol durante el día y la convierten en energía mediante el efecto fotovoltaico. En términos sencillos, los paneles solares contienen células de silicio como material activo que, cuando se exponen a la luz solar, crean electrones libres que fluyen a través de un circuito eléctrico. Lea nuestra explicación completa sobre el funcionamiento de los paneles solares aquí.
La electricidad de corriente continua (DC) creada por los paneles se conecta entonces mediante un cable eléctrico a un inversor solar que suele estar instalado en algún lugar cerca del cuadro eléctrico. Los electrodomésticos habituales de una casa o negocio utilizan electricidad de corriente alterna (CA), por lo que la función del inversor solar es convertir la energía de CC en energía de CA. Hay muchos tipos y marcas de inversores y tienen que estar diseñados para adaptarse al tamaño del conjunto de paneles solares.
La electricidad de CA ahora convertida se conecta al cuadro eléctrico para que pueda utilizarse como fuente de energía. Si la casa también está conectada a la red eléctrica, la casa dará prioridad al uso de la energía solar barata y, si se necesita energía adicional, se podrá seguir extrayendo de la red sin problemas. Si el sistema solar genera más energía de la necesaria, el excedente se puede “exportar” a la red para utilizarlo en otro lugar de la red.
Diagrama de energía solar fácil
¿Alguna vez has mirado los paneles solares de los tejados y te has preguntado qué hacen exactamente y cómo? Pues bien, esas extensiones de vidrio brillante de alta tecnología son en realidad sólo un componente de una compleja red que aprovecha la energía renovable del sol para suministrar electricidad a la vivienda.
Cada panel se compone de una capa de células de silicio, un marco metálico, una carcasa de cristal rodeada de una película especial y el cableado. Para obtener el máximo efecto, los paneles se agrupan en “matrices” (una serie ordenada) y se colocan en tejados o en grandes espacios exteriores. Las células solares, también llamadas fotovoltaicas, absorben la luz del sol durante las horas de luz.
Dentro de cada célula solar hay una fina oblea semiconductora formada por dos capas de silicio. Una de las capas está cargada positivamente y la otra negativamente, formando un campo eléctrico. Cuando la energía de la luz del sol incide en una célula solar fotovoltaica, la energiza y hace que los electrones se “desprendan” de los átomos de la oblea semiconductora. Esos electrones sueltos se ponen en movimiento por el campo eléctrico que rodea la oblea, y este movimiento crea una corriente eléctrica.
Diagrama del sistema solar
La producción de energía solar abarca varias fuentes de energía, tanto pasivas como activas. Es importante diferenciar entre los distintos tipos de sistemas de producción de energía solar, ya que no es raro que el propietario medio los confunda. Empezaremos con un diagrama de la energía solar que incide en la superficie de la tierra.
A continuación, presentaremos diagramas y hablaremos de la energía solar fotovoltaica, el agua caliente solar y la energía solar concentrada. La forma más fácil de pensar en ellos es: ¿estoy utilizando la energía solar para calentar agua (agua caliente solar y CSP) o estoy convirtiendo la luz solar directamente en electricidad (células fotovoltaicas)?
Gran parte de la energía solar es reflejada (por las nubes o por superficies reflectantes como la nieve) o absorbida antes de llegar a la superficie terrestre. Para hacernos una idea de la cantidad de energía que atraviesa nuestra atmósfera protectora: es más energía que la que se almacena actualmente en el planeta en todos los combustibles fósiles (véase el dato nº 1 sobre la energía solar).
La energía solar (electricidad) se produce de dos maneras: mediante la transformación directa de la energía solar en corriente a través de paneles fotovoltaicos (energía solar fotovoltaica), o mediante la concentración de la energía solar para crear vapor e impulsar una turbina (energía solar concentrada).
