Placas solares, cómo funcionan y de qué están hechas

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Ahora que somos plenamente conscientes de la necesidad de hacerle un hueco en nuestra vida a las energías renovables, nos lo preguntamos a menudo… Las placas solares, cómo funcionan, qué son y de qué están hechas.

Parece magia, pero es ciencia. En esas placas del tejado la luz solar se transforma en electricidad. Te contamos cómo.

Las placas solares cómo funcionan

Los paneles o placas solares son unos módulos fotovoltaicos que se colocan en los tejados o zonas expuestas al sol. Aunque son cada vez más discretas y elegantes, se reconocen fácilmente por su forma rectangular, su superficie lisa y su color gris oscuro.

Estas placas tienen una cubierta de vidrio, tratada para que no haga reflejos y no deslumbre, y en su interior se encuentran las células solares. Y ahí es donde se produce la magia que comentábamos.

Primero, la cubierta superior transparente deja pasar la luz (el espectro visible y el infrarrojo próximo). Esta luz nos llega en forma de radiación solar y viene cargada de fotones (ya empezamos con los palabros, pero no te asustes porque la explicación es sencilla). En este punto es cuando interviene el efecto fotoeléctrico. A groso modo, este efecto descubierto por Heinrich Hertz, es el responsable de que la luz solar, al impactar contra la superficie de la célula, desprenda electrones.

Esta magia también tiene una explicación: los fotones tienen una energía, que depende de la frecuencia de onda de la luz. La luz que deja pasar la cubierta de las placas solares (que decíamos que es la que se encuentra entre el espectro visible y el infrarrojo próximo) tiene una frecuencia de onda entre 350 y 1200 nanómetros. Cuando entra la luz, los átomos de las células fotovoltaicas absorben esta energía que traen los fotones. Si la energía del fotón es suficiente, expulsará a un electrón. No es bullying, es física, aunque es verdad que el fotón parece un malote que echa del grupo al electrón.

Por si te lo estabas preguntando, cuando el sol pica con ganas no quiere decir que los fotones vengan cargados con más energía. Los fotones traen la misma energía, aunque sí puede cambiar la producción de energía solar según la radiación que incida en la placa. De hecho, para obtener el mejor rendimiento de la placa, los rayos del sol deben incidir directamente, por eso las sombras afectan a la producción de las placas solares.

Y así es como funcionan las placas solares y se convierte la luz del sol en electricidad: por el efecto fotovoltaico.

Partes de una placa solar

Ya sabemos que las placas fotovoltaicas están formadas por una cubierta de vidrio antirreflectante y las células fotovoltaicas. Pero hay más…

Estas células se encuentran dentro de las celdas solares y están fabricadas con materiales semiconductores como el silicio. ¿Por qué silicio? Porque es un material con unas propiedades físicas y químicas que favorecen que se produzca el efecto fotovoltaico.

A parte de la cubierta y las celdas, los paneles fotovoltaicos también cuentan con un marco metálico que soporta toda la estructura, una cubierta posterior, la caja de conexiones y, otro palabro, el encapsulante.

El encapsulante es un material con buena transmisión de la radiación solar que se usa para “envolver” las células solares. Luego las células se conectan entre sí y forman el núcleo fotovoltaico. Normalmente el encapsulante tiene nombre de mujer: EVA (aunque el nombre completo es etileno vinil acetato).

De qué están hechas las placas solares

Ahora que ya sabemos cómo funcionan las placas solares y qué partes tienen, te vamos a contar de qué están hechas.

El marco exterior no tiene mucho misterio, suele ser de aluminio porque lo que queremos es que dé robustez a toda la estructura. No cumple ninguna función química.

El panel, que se suele unir al marco con silicona, está formado por:

– La cubierta de vidrio templado de unos 3 o 4 milímetros. Deja pasar la luz y protege los componentes.

– El EVA, polímero termoplástico que hace de encapsulante que protege y rodea las células.

– Las células solares, donde ya comentábamos que el material estrella es el silicio.

– La cubierta posterior, habitualmente fabricada en un tipo de PVC, el Tedlar.

Con todos estos materiales hacemos un sándwich, dejando las células solares entre capa y capa de EVA, y se hace un compactado. Con este proceso, todos los materiales quedan unidos al vacío.

Finalmente, a esta pieza se le añadirá una caja de conexiones en la parte posterior, de donde saldrán los cables eléctricos positivo y negativo para conectar la placa. En el interior de esta caja estarán los diodos.

¿A que ahora verás las placas solares con otros ojos? Eso sí, aunque hayamos resuelto el misterio, ten en cuenta que este es el funcionamiento básico de las placas solares, pero no todas rinden y duran igual. Las placas Rec y Canadian Solar que utiliza Engel Solar son las que tienen el coeficiente de temperatura líder en el mercado (generan más energía en altas temperaturas) y más densidad de potencia (más energía en superficies pequeñas). Esto se traduce en que las marcas con las que trabaja la empresa de servicios de energía solar genera alrededor de un 20% más de potencia en comparación con los paneles convencionales.

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