¿Cómo funcionan las placas solares para generar electricidad?

La energía solar ha dejado de ser una apuesta de futuro para convertirse en una realidad. Actualmente, el desarrollo de esta tecnología ha alcanzado un grado de madurez alto y es una apuesta por la rentabilidad y la sostenibilidad.

La buena situación de España, respecto a la radiación solar, ha impulsado el interés por este sistema de generación de energía, que se ha visto apoyado por subvenciones y ayudas que facilitan económicamente la instalación de placas solares, permitiendo ahorrar en la factura de la luz y respetar el medio ambiente.

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¿Cómo funcionan las placas solares fotovoltaicas?

Las placas solares son las encargadas de producir el efecto fotovoltaico, recibiendo energía solar (fotones) y transformándola en energía eléctrica (flujo de electrones libres). Este proceso se realiza a través de las celdas fotovoltaicas que forman cada panel.

Las celdas fotovoltaicas están compuestas principalmente por silicio, fósforo y boro, que absorben fotones de la radiación solar y emiten electrones, produciendo una diferencia potencial que genera una corriente continua. El número de las celdas es directamente proporcional a la cantidad de electricidad generada.

Una vez generada la corriente continua, el inversor de voltaje se encargará de transformarla en corriente alterna, lo que permite su uso como electricidad limpia y sostenible.

Pese a que el voltaje obtenido siempre se generará de manera regular, el rendimiento de los paneles se verá marcado por el nivel de incidencia de la radiación.

La intensidad de la luz recibida dependerá de la hora del día y de la época del año, además de la situación meteorológica, de la ubicación geográfica en la que se encuentren las placas y de su posición.

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¿Qué son los inversores de voltaje?

La función de los inversores de voltaje es clave para el correcto funcionamiento de las placas solares. Un inversor es un dispositivo que se encarga de transformar la corriente continua, generada por la radiación solar, en corriente alterna útil y segura, con el voltaje óptimo para su uso diario.

Los inversores garantizan la máxima eficiencia de la instalación, regulando el conjunto de placas y permitiendo gestionar y monitorizar el estado de la instalación, además, la protegen en caso de una caída de la red o cortocircuito.

Para que el inversor de voltaje sea capaz de limitar la potencia total a la que trabajan los paneles solares, se debe tener en cuenta la potencia nominal en Vatios (V). Si la potencia nominal de la suma de los paneles instalados supera los kilovatios (kW) del alternador, se necesitaría un alternador con una potencia nominal mayor.

Para evitar cualquier tipo de problemas relacionados con el nivel de la potencia nominal, es recomendable utilizar un inversor con el doble de potencia al equipo que se va a conectar, sin sobrepasarlo en exceso para que no se vea afectada la eficiencia del sistema.

 ¿Cuáles son los tipos de inversores de voltaje?

Existen tres tipos de inversores de voltaje:

• Inversores monofásicos. Las placas solares se organizan en cadena, conectándose cada cadena a un único inversor. Esta modalidad se utiliza, sobre todo, en instalaciones que no se ven perjudicadas por las sombras. Si el rendimiento de un panel se reduce puede afectar a toda la cadena.
• Microinversores. Los microinversores se instalan en cada panel, por lo que el rendimiento de un panel no afecta al resto. Este sistema es el más utilizado actualmente, ya que ofrece un mayor rendimiento y eficiencia. También, permiten llevar un seguimiento del rendimiento de cada panel.
• Optimizadores de potencia. Este tipo de inversores combina el funcionamiento de los inversores monofásicos con el de los microinversores, de tal manera que se instalan en cada panel y la energía obtenida se envía a un inversor centralizado, como ocurre en los microinversores. Este sistema ofrece un rendimiento mayor y mejor eficiencia, permitiendo, también, la motorización de las placas solares. Este sistema de optimizadores es la opción más costosa.

¿Qué tipos de paneles solares existen?

Paneles solares amorfos

Estos paneles se generan a través de la solidificación de vapor de silicio sobre una placa de acero.

Para que los paneles solares amorfos puedan obtener energía de una manera óptima, es necesario que abarquen mucho más espacio que los otros tipos. Ofrecen bajo rendimiento, que decae de manera mucho más rápida que los otros tipos de paneles.

Es la opción más económica, pero la menos eficiente. Los costes en estructuras y cable eléctrico serán mayores.

Paneles solares policristalinos

Los paneles policristalinos están formados por múltiples cristales de silicio puro que son capaces de absorber la radiación de una manera más eficiente que los paneles solares amorfos, necesitando abarcar menos espacio que los paneles amorfos, pero más que los monocristalinos.

Estos paneles pueden soportar altas temperaturas y son capaces de aprovechar la luz en momentos de baja intensidad, como días nublados o las primeras y últimas horas de sol del día.

Es la opción más equilibrada entre precio y eficiencia.

Paneles solares monocristalinos

Los paneles monocristalinos se generan a través de la solidificación de silicio puro, obteniendo un único cristal que posteriormente se seccionará dando lugar a capas delgadas que formarán las celdas fotovoltaicas.

Este sistema ofrece mejor rendimiento que los paneles policristalinos y, por supuesto, que los amorfos, necesitando menos superficie para absorber radiación de una manera óptima.

Los paneles monocristalinos rinden de manera óptima en situaciones de baja intensidad solar y son capaces de soportar mejor las altas temperaturas sin alterar su funcionamiento.

Esta tipología de paneles requiere una inversión mayor, pero es la opción más eficiente y la que mejor se adapta a las inclemencias meteorológicas.

¿Qué tipo de panel solar me conviene

Cualquiera de los tres tipos de paneles solares puede ser la elección correcta, si éste se adapta a las condiciones del entorno y a las necesidades de cada caso.

Sin lugar a duda, los paneles monocristalinos ofrecen una eficiencia mayor a la de los policristalinos (20% vs 16%) y, sobre todo, a la de los amorfos (menos de 14%). No obstante, el precio de este tipo de paneles es superior al resto, por lo que las posibilidades que ofrece cada entorno son una parte esencial a la hora de elegir qué tipología es la mejor para cada situación.

Los paneles monocristalinos ofrecen un alto rendimiento en espacios reducidos, maximizando la producción de electricidad por cada metro cuadrado.

Si el espacio no supone una limitación, los paneles policristalinos pueden ser la elección más adecuada, ya que, pese a necesitar más espacio para obtener el mismo rendimiento que los paneles monocristalinos, son una opción más económica.

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¿Cuáles son los componentes de los paneles solares?

Los paneles solares cuentan con un marco de vidrio que protege las celdas fotovoltaicas de silicio que lo forman y permite que estos perduren en el tiempo.

Para ofrecer la mayor eficiencia y rendimiento posible, el interior de este vidrio cuenta con una capa de aislamiento que lo protege de los cambios de temperatura, de la humedad y de la disipación de calor.

Para combatir la falta de luz en determinadas épocas del año, hora o ubicación geográfica, algunas placas solares modernas incluyen tecnología PERC, una capa antirreflectante que permite que las celdas de silicio reciban la máxima exposición solar. De esta manera se aumentan las horas de autoconsumo.

Estas capas ayudan a mantener estable la temperatura del panel, evitando que se caliente en exceso.

¿Cuántas placas solares necesito?

Para calcular, de manera orientativa, el número de placas solares necesarias se debe tener en cuenta el consumo energético.

• Consumo hasta 2.000 kWh (kilovatio hora): 2 – 4 placas.
• Consumo desde 2.000 kWh hasta 6.000 kWh: 5 – 9 placas.
• Consumo desde 6.000 kWh: A partir de 9 placas.

Pese a que es posible hacer una estimación que pueda llegar a ajustarse a las necesidades reales, cada caso es diferente. Por ello, la mejor opción es contactar con profesionales que puedan asesorarte correctamente y tengan la capacidad de hacer un análisis detallado de todos los factores que influyen a la hora de saber cuántas placas solares necesitamos.

¿Qué elementos se necesita para instalar placas solares?

Para la instalación y correcto funcionamiento de este sistema de autoconsumo, se necesita una serie de componentes fotovoltaicos:

• Placas solares. Reciben la energía solar y la transforman en corriente continua.
• Inversor de voltaje. Transforma la corriente continua en corriente alterna apta para su consumo.
• Contador bidireccional. Contabiliza la energía que fluye de la red eléctrica al usuario y viceversa.
• Sistema de monitorización. Sirve para conocer el estado de la instalación.
• Estructuras de soporte. Ayuda a colocar y orientar las placas solares de la manera óptima.

En caso de contar con un sistema de autoconsumo apoyado por baterías, sería necesario contar, también, con los siguientes componentes:

• Baterías fotovoltaicas. Almacena la energía generada para poder hacer uso de ella cuando los paneles solares no produzcan energía.
• Regulador de carga. Controla la carga de energía que se destina a las baterías.

Hasta finales de 2024, el gobierno tiene en marcha una serie de subvenciones y ayudas para poner placas solares que reducirán el desembolso inicial de la instalación hasta un 40%. Ahora es el momento, aprovéchalo.

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