¿Cómo funcionan los paneles solares? Así se produce energía gracias al sol
Los paneles solares usan una tecnología muy sencilla para su funcionamiento. Sus componentes son pocos y el sol hace que funcionen a pleno rendimiento. Hay ciudades que incluso ya tienen elaborado su propio mapa de cubiertas y sus características para facilitar a sus habitantes la instalación de placas solares. Todo con el objetivo de impulsar la sostenibilidad.
El autoconsumo de energía fotovoltaica está adquiriendo un protagonismo tan grande que ya hay ciudades en España como Vitoria (Álava) o municipios como Alpedrete (Madrid) que tienen mapas que indican con qué cuenta cada uno de sus edificios para generar energía a través de paneles solares en función de la orientación de sus cubiertas.
Pero por supuesto, no solo ocurre en España, ni únicamente se utiliza esta energía para el autoconsumo. Un túnel belga incorpora en su techo unas 16.000 placas solares con las que se abastecen todos los trenes que van de Amberes a Holanda. En total, tres kilómetros de placas que permiten que los trenes funcionen gracias a la luz solar.
Los ejemplos de experiencias de éxito con energía solar cada vez son más numerosos.
España, un país con muchas horas de sol
El motivo de este éxito no es otro que la facilidad a la hora de poner en marcha una instalación solar, su escaso coste debido a su rápida amortización y la cantidad de horas de sol que hay al año en España. Por ejemplo, Madrid es la capital europea más soleada, con casi 3.000 horas al año.
Pronto incluso las ventanas de nuestras casas y de nuestras oficinas funcionarán como paneles solares transparentes. Un equipo de investigadores en ingeniería química y ciencias de los materiales de la Universidad del Estado de Michigan, EE UU, quiere convertir cualquier pieza de vidrio plano en un panel solar: ventanas, parabrisas de los coches, la pantalla del móvil…
Para que llegue ese momento aún habrá que esperar, pero la energía solar no se frena, ni su mercado tampoco. La tasa de crecimiento anual de mercado será del 24,2% hasta 2022, según un informe de la Agencia Internacional de Energía Renovable.
Instalaciones térmicas y fotovoltaicas: así funcionan
Lo realmente interesante de todo esto es ver cómo algo con un funcionamiento tan sencillo tiene una productividad tan grande. Las instalaciones solares pueden ser térmicas y fotovoltaicas.
Las primeras tienen un funcionamiento relativamente sencillo. Los elementos básicos que intervienen en una instalación de este tipo son: los paneles solares que captan la radiación solar y calientan el fluido que circula por ellos, un circuito hidráulico para transportar el agua calentada en los captadores, tuberías de cobre para circuito hidráulico primario de energía solar térmica y un intercambiador de calor.
La energía solar térmica no se consume en su totalidad instantáneamente, ya que depende de la demanda existente en cada momento, por lo que, para no desaprovecharla, es necesario acumularla. Por ello, necesitamos un sistema de acumulación del agua caliente de consumo para que se pueda suministrar a medida que se va demandando.
Esto se consigue con los acumuladores, que no son más que depósitos con capacidad y aislamiento suficiente para evitar, en lo posible, las pérdidas de energía.
Mientras llega el momento en el que los cristales de las ventanas se convierten en fuentes de energía fotovoltaica común, tenemos los paneles solares. “La unidad básica de transformación energética es la célula solar, que suele tener un tamaño de 10 por 10 centímetros. Un panel une sobre una plancha varias de estas células, que luego van recubiertas con un plástico para protegerlas”, explica el investigador en energía fotovoltaica Íñigo Ramírez González.
Silicio en forma de oblea
La célula, hecha de silicio, funciona como una pila que va encapsulada en esos plásticos para protegerla de las inclemencias atmosféricas o del polvo en suspensión. Se agrupan en series para ganar voltaje e intensidad de corriente eléctrica (una célula genera unos 4 vatios, mientras que un módulo de unas 60 células, que suele ser el estándar, genera 250).
El silicio que forma la célula está cortado en forma de oblea. El proceso químico para convertir una de estas obleas en células es probablemente lo más complicado de toda la instalación y del propio funcionamiento. Para medir si una célula es buena o mala se va midiendo su voltaje una a una y se van colocando de manera equilibrada en los paneles para que unos no tengan más voltaje que otros.
Las capas superiores de las células de silicio están cargadas de electrones que al recibir la energía de los fotones procedentes de la luz solar se recombinan y se convierten en corriente. La corriente que estas células generan es continua, por lo que se necesita de un inversor para convertirla en alterna, que es la que usamos.
Es necesario disponer de una batería para almacenar la energía si queremos hacer uso de ella por la noche, aunque este sistema de acumulación no es lo más habitual, especialmente en viviendas.
Una instalación de paneles solares para cuatro personas tendría un coste de unos 15.000 euros aproximadamente, aunque el precio final depende de muchos factores.
