¿Que es un Panel Solar?
La energía solar
Para saber el funcionamiento de los paneles solares, tenemos que hablar un poco de la energía solar.
La energía solar es aquella que emana del núcleo del sol. Esta es producida por medio de una reacción de fusión nuclear y debido a las condiciones de intensa gravedad a las que está sometido. El sol que está compuesto principalmente por hidrógeno y en condiciones específicas se funde para producir helio.
Este proceso libera enormes cantidades de energía, las que brotan desde el corazón de las estrellas y viajan por el espacio por miles de millones de años.
Ahora recordemos que la tierra es uno de los planetas más cercanos al sol por lo cual se recibe una gran cantidad de energía solar por lo cual se filtra gran parte de radiación solar nociva por medio de la atmósfera y magnetosfera, pero dejan pasar las longitudes de onda correspondiente a la luz visible y al infrarrojo, de modo que lo que más recibimos es luz y calor.
Esta energía es una de las fusiones motoras para la vida cotidiana ya que promueve los más variados efectos sobre la superficie del planeta: los vientos, la formación de nubes y lluvia o los cambios climáticos alrededor del mundo, entre otros.
Energía solar transformada en electricidad
Para transformar la energía del sol en electricidad que podamos aplicar a nuestra vida diaria, necesitaremos una celda fotoeléctrica, y que es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía luminosa en energía eléctrica, mediante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeléctrico.
El proceso es que la luz, que llega en forma de fotones, impacta sobre una superficie construida principalmente por silicio (los paneles solares) y que emite electrones que al ser capturados producen una corriente eléctrica.
Estas celdas son lo que se conocen como paneles solares fotovoltaicos.
Paneles solares
Los paneles solares fotovoltaicos están compuestos por un material semiconductor que absorbe la energía de la luz y la transforma directamente en corriente eléctrica. El principio del funcionamiento de estas unidades utiliza propiedades de radiación solar y de los semiconductores.
Uno de los componentes importantes de un panel solar fotovoltaico es el semiconductor que es un material cuya concentración de cargas libres es muy baja en comparación a los metales. Para que un electrón unido a su átomo sea liberado en un semiconductor y participe en la conducción de la corriente, hay que proporcionar un mínimo de energía que pueda alcanzar niveles energéticos superiores (banda de conducción).
El semiconductor tiene dopaje que es el nombre del método que se utiliza para crear el campo eléctrico E que se introduce en ambos costados de un panel solar. Existen dos tipos de dopaje:
- Dopaje de tipo n (negativo): consiste en introducir en la estructura cristalina semiconductora átomos que tienen la propiedad de dar cada uno un electrón excedente (carga negativa), libre para moverse en el cristal. Es el caso del fósforo (P) en el silicio (Si). En un material de tipo n, se aumenta considerablemente la concentración de electrones libres.
- Dopaje tipo p (positivo): se utilizan átomos cuya inversión en la red cristalina dará un hueco excedente. El Boro (B) es el dopante de tipo p más comúnmente utilizado para el silicio.
Funcionamiento de los paneles solares
En el momento en que queda expuesto a la radiación solar, los diferentes contenidos en la luz transmiten su energía a los electrones de los materiales semiconductores que, entonces, pueden romper la barrera de potencial de la unión P-N, y salir así del semiconductor a través de un circuito exterior.
Estas células fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para lograr tanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir que la energía solar se acabe convirtiendo en energía que poder consumir.
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