Cómo funciona un panel solar: ¿cómo funciona?

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La radiación solar es una fuente inagotable de energía —al menos durante los próximos miles de millones de años— y sobre todo perfectamente libre. Sin embargo, el progreso de las tecnologías y el funcionamiento de los paneles fotovoltaicos le permite hoy en día aprovechar al máximo esta ganancia inesperada de energía y producir su propia electricidad para reducir significativamente tu factura y ganar autonomía.

picto-paneles-solares-helio-azulPero, ¿cómo, exactamente, una instalación colocada en su tejado consigue transformar la luz del lucero del día en un corriente electrica consumible por sus principales electrodomésticos? la principio de funcionamiento de los paneles solares es relativamente fácil de asimilar y merece ser entendido antes de comprometerse con una inversión a largo plazo.

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Cómo funcionan los paneles solares: ¿cómo funciona?

Un elemento «fotovoltaico», para usar la definición más básica del término, es capaz de convertir fotones en voltios, es decir, energía luminosa (radiativa) en energía eléctrica. Esta reacción se obtiene aprovechando ciertas leyes de la física y obedece a reglas de funcionamiento relativamente simples.

¿De qué está hecha una instalación solar?

En primer lugar, recuerda que una instalación solar, muchas veces vendida e instalada en kit, no se trata solo de paneles. Incluye un conjunto de componentes cada uno con una misión distinta, que incluye:

  • Los módulos de celdas fotovoltaicas (es decir, los paneles), cuya función es transformar la energía luminosa del sol en corriente eléctrica continua;
  • el sistema de montaje o integración al techo, lo que permite anclar firmemente los paneles al marco y garantizar su estabilidad durante muchos años;
  • los elementos dedesconciertoasegurando una unión armoniosa y estanca entre la cubierta y los paneles;
  • L’inversor solarque recibe la corriente continua que producen los paneles para transformarla en corriente alterna, compatible con la red eléctrica doméstica;
  • la contador de producciónconectado a la instalación, que informa al propietario de la cantidad de energía eléctrica producida en kilovatios hora (kWh);
  • Los diversos elementos de alambrado.

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Principio de funcionamiento de una instalación solar

paneles-solares-2Cada panel solar está compuesto por un conjunto de células fotovoltaicas, cuyas dimensiones varían. Según fabricantes y tecnologías, una celda convencional generalmente tiene una anchura y una longitud de unos 150-160 mm. Sin embargo, el silicio amorfo, más raro, permite una mayor flexibilidad, incluso a medida: una celda puede así mostrar un tamaño entre 12 y casi 300 mm, para una tensión de 1,5 a 24 V (fuente: Solems).

pictograma información HellioINFORMACIÓN DE HELIO:

Contrariamente a la creencia popular, la producción de un panel solar fotovoltaico depende únicamente de la intensidad de la luz recibida, y no del calor. Así, la producción de un panel puede seguir siendo excelente en pleno invierno si el cielo está despejado y brilla el sol. Una temperatura exterior elevada, por el contrario, puede provocar un deterioro de las prestaciones del panel. Por encima de 25°C, comienza a descender a razón de 0,5% por cada grado adicional.

El efecto fotovoltaico fue descubierto por Antoine Becquerel en 1839, y se basa en las interesantes propiedades de ciertos materiales llamados » semiconductores cuando entran en contacto con los rayos del sol. Estos semiconductores contienen electrones que, cuando son estimulados por fotones solares, absorben parte de su energía y entran en un movimiento rápido. generando así una tensión eléctrica.

Para el diseño de paneles fotovoltaicos, el material semiconductor más utilizado en la actualidad sigue siendo silicio. Se extrae principalmente de la transformación de la arena.

La corriente continua que producen los paneles se transmite al inversor solar, encargado de transformarla en corriente alterna. Estos últimos pueden luego ser consumidos libremente por los habitantes del hogar, o reinyectados y revendidos en la red eléctrica pública.


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¿Cómo se hacen los paneles solares para trabajar?

El diseño de paneles solares fotovoltaicos se basa en un proceso industrial preciso y complejo. Los métodos varían ligeramente según el tipo de panel (monocristalino o policristalino).

Proceso de fabricación de paneles solares.

icono-paneles-solares-hellio-azul-1-svgLa construcción de un panel solar requiere en primer lugar tener una lingote de silicio. Este último se obtiene aglomerando una gran cantidad de este material semiconductor, después de extraerlo del material ael Perellóso y llevarlo a temperatura muy alta y mezclándolo con boro (un elemento químico).

El material, una vez enfriado, se corta en lingotes, luego en obleas de silicio, llamadas » obleas «. A continuación, estas obleas se someten a un tratamiento a base de fósforo a muy alta temperatura. Este paso es fundamental para dar al silicio su efecto fotovoltaico. Finalmente, la placa se envasa en un panel solar, con agregando marco y protección – por lo general una hoja blindada.

Los paneles solares instalados por instaladores homologados Hellio son de la marca francesa DualSun, y son reciclables en un 94,7%. Estos paneles monocristalinos particularmente eficientes tienen una eficiencia energética del 20% y una potencia unitaria de 375 Wp. Suficiente para optimizar la capacidad productiva de tu instalación y reducir su periodo de amortización.

¿Cuáles son los diferentes tipos de paneles solares?

Hay dos tipos principales de paneles solares dependiendo del proceso de fabricación:

  • Paneles solares monocristalinosmás eficientes, contienen células fotovoltaicas, cada una hecha de un cristal individual de silicio Su diseño es más complejo y costoso, ya que es necesario un tratamiento de purificación para aislar y obtener un monocristal.
  • Paneles solares policristalinos tienen un proceso de fabricación menos exigente. Suelen estar formados por restos de silicona de la fabricación de paneles monocristalinos. Por otro lado, también son más baratos.

símbolo del euroAmbos funcionan de la misma manera, pero la eficiencia promedio de un panel monocristalino suele estar entre 14 y 19% Según Selectra. En cuanto a su costo, cuente aproximadamente 8.000€ para una instalación con una potencia total de 3 kWp (InSunWeTrust). El rendimiento medio de un panel policristalino, por otro lado, es 11 a 15% Según el caso. A cambio, el propietario paga menos (unos 6.500€ por una instalación de potencia equivalente).


¿Cómo se mide la eficiencia de un panel fotovoltaico?

Picto_electric_pylonLa corriente eléctrica producida por una instalación fotovoltaica es la suma de la producción deltodas las celdas de los paneles solares instalados. Esta potencia eléctrica máxima que se puede suministrar se denomina “potencia pico”, y se expresa en kilovatios-pico (Wp).

La potencia máxima no debe confundirse con la tasa de eficiencia del panel, que designa la relación entre la cantidad de electricidad producida y la cantidad de radiación solar recibida. Esta tasa suele estar entre el 7 y el 24 % según Selectra, para un correcto funcionamiento, y depende, entre otras cosas, del tipo de panel solar (ver más abajo), la cantidad de luz solar en su área, la pendiente del techo y su orientación. relativo al sol.

Los electrones del material semiconductor solo pueden absorber una cantidad limitada de la energía proporcionada por los fotones de la radiación solar. Los estudios teóricos han demostrado que será físicamente imposible ir más allá de un 35% de eficiencia energética (fuente: Helmholtz Zentrum Berlín).

pictograma de la figura de HellioEL NÚMERO HELIO: 30 %

Este es el último récord conocido en términos de índice de eficiencia energética de un panel fotovoltaico. Fue obtenido en 2020 por científicos de Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), un instituto de investigación en Alemania.. No está prohibido pensar que estos avances pronto beneficiarán a los paneles solares comerciales y harán que la tecnología sea aún más accesible. ¡En solo diez años, el precio de coste de la energía solar ya se ha reducido en un 82 %!


Paneles solares: ¿cuáles son los posibles usos en el hogar?

Los paneles solares fotovoltaicos instalados en una vivienda pueden estar sujetos a dos modos principales de consumo:autoconsumo (parcial) de la electricidad producida o de su reventa total. Su funcionamiento difiere, en particular al nivel del contador.

Autoconsumo de electricidad solar

Una instalación solar de autoconsumo te permite:

picto punta HellioEL CONSEJO HELLIO:

Si desea consumir la mayor parte de la energía producida por sus paneles usted mismo, puede considerar comprar una o más baterías solares. Sin embargo, tenga cuidado: estos dispositivos son caros y deben reemplazarse regularmente. Es importante comparar cuidadosamente el precio de costo de este equipo con su alternativa, es decir, la reventa de excedentes de electricidad a EDF.

  • Consumir toda o parte de la energía solar producida;
  • Para revender el excedente de electricidad a través de laObligación de compra de EDF (OA EDF) a 10 céntimos de euro por kWh.

Este modo de instalación asume que los paneles solares están conectado al contador de electricidad de la casa y a la red eléctrica doméstica. Dado que la producción máxima de paneles solares y el consumo máximo de la mayoría de los hogares no ocurren al mismo tiempo, será difícil consumir toda su propia electricidad. Una buena tasa de autoconsumo se encuentra normalmente entre 30 y 50%.

Reventa total de electricidad solar

Si se opta por la reventa total de la energía solar producida, la instalación tiene su propio medidor, independiente del de la vivienda. Como recordatorio, la obligación de compra de EDF (EDF OA), válida para 20 años a partir de la fecha de instalación de los panelesle permite cobrar hasta:

  • 20,22 céntimos por kWh para una instalación de potencia inferior o igual a 3 kWp;
  • 17,18 céntimos por kWh para una instalación de potencia superior a 3 kWp e inferior o igual a 9 kWp;
  • 12,31 céntimos por kWh para una instalación de potencia superior a 9 kWp e inferior o igual a 36 kWp;
  • 10,70 céntimos por kWh para instalaciones de potencia superior a 36 kWp e inferior o igual a 100 kWp.

Estas tarifas de alimentación son válidas para el período de julio a septiembre de 2021. Pueden cambiar cada trimestre.

Conclusión : A pesar de un proceso de fabricación particularmente complejo, el principio básico de funcionamiento de los paneles solares fotovoltaicos es relativamente simple. El constante avance de la tecnología, además, permite mejorar la eficiencia de las células y por tanto la rentabilidad de un proyecto.

picto-check-validLos tres puntos clave para recordar:

  1. Un panel fotovoltaico convierte la energía luminosa en energía eléctrica.
  2. Utiliza las propiedades del silicio, un material semiconductor muy sensible a los fotones.
  3. Las técnicas de fabricación de los paneles pueden influir en su rendimiento.

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