Energía Solar: paneles solares fotovoltaicos y colectores para calefacción
Miércoles, 21 de Diciembre de 2005
La Energía Solar se presenta cada vez más como una alternativa rentable a las fuentes tradicionales de generación de electricidad o para calefacción. En este artículo presentamos los principios de funcionamiento en los que se basan los sistemas de energía solar utilizados en la actualidad.
Contenidos de este artículo
Para hacernos una idea de lo que representa la energía solar, basta con pensar que el consumo energético total de todo el planeta mediante otras fuentes tradicionales de energía -petróleo, carbón, hidroeléctrica, eólica, etc.-, es aproximadamente un 1% de la energía solar que llega a la superficie de la Tierra. Aunque es obvio que no podemos cubrir la superficie de la Tierra con paneles solares, está claro que todavía nos queda mucho para aprovechar todo el potencial de este tipo de energía.
Hoy en día las aplicaciones de la energía solar son variadas y tienen ya usos prácticos nada despreciables: las celdas solares se usan como única fuente de energía para satélites y naves espaciales. También existen robots que funcionan con energía solar, y muestran un comportamiento fototrópico: buscan la luz y huyen de las sombras. La energía solar es también una alternativa práctica en lugares alejados de las redes de distribución normales, y las ventajas ecológicas son innegables.
Paneles solares fotovoltaicos
En los paneles solares para electricidad se usan una serie de celdas que convierten la luz solar en energía eléctrica. El efecto fotovoltaico -o efecto fotoeléctrico- se conoce desde 1839, pero no fue hasta 1905 cuando Albert Einstein explicó este fenómeno, en un trabajo científico que le valió el Premio Nobel de Física en 1921. Ese trabajo fue uno de los pilares de la Mecánica Cuántica, ya que el efecto fotoeléctrico es un fenómeno cuántico que evidencia que la energía contenida en la luz se entrega en forma de paquetes de energía o cuantos.
La Mecáncia Cuántica estudia los fenómenos a escala atómica -tales como la interacción entre la materia y la luz-, y el efecto fotoeléctrico muestra claramente la dualidad onda-partícula de la luz, es decir, que la luz se comporta unas veces como onda y otras como partícula; todo depende del contexto que estemos considerando. Así, la radiación incidente sobre la superficie fotosensible puede ser electromagnética (luz infrarroja, visible, ultravioleta, rayos X o gamma), o radiación de partículas cargadas (electrones, protones, partículas alfa o beta).
La luz incidente sobre la superficie de ciertos materiales (el más usado es el silicio), da lugar a una corriente de electrones (a veces denominados foto electrones en consideración a su origen). El flujo de electrones es una corriente continua unipolar (que no cambia de sentido), y cuya intensidad es proporcional a la frecuencia (el color) de la luz incidente y es función de la energía de enlace de un electrón a su red atómica, parámetro este último característico del material utilizado.
Una celda solar comercial es un “sandwich” de silicio dopado -mezclado- con fósforo en el lado eléctricamente negativo (el que se expone a la luz) y con boro en el lado positivo. Cuando una celda es expuesta a la luz, si los fotones que llegan a la superficie tienen una energía mayor que la necesaria para liberar a un electrón desde la red de la cual forman parte, surge una corriente de fotoelectrones. Para que esto ocurra, la energía de los fotones debe ser mayor que la energía de enlace de los electrones al material; también tiene que existir una juntura semiconductora que impida la recombinación de portadores positivos y negativos, y la vida media de los portadores debe permitir sostener un flujo de corriente a través de una carga útil.
El silicio es el componente principal de la sílice de las arenas de las playas; después de depurarlo, se fabrican bloques de silicio monocristalino, de los cuales se obtienen obleas que son dopadas con boro y luego con fósforo. Con los contactos eléctricos adecuados se conectan a otras celdas, formando los grandes paneles o módulos solares de uso comercial e industrial. Esos paneles se recubren con vidrios especiales para resistir el impacto del granizo, y se enmarcan en una estructura de aluminio para facilitar su manejo e instalación.
Para aprovechar el máximo de luz solar y obtener un buen funcionamiento, debe mantenerse limpia la superficie del panel. El rendimiento de las celdas solares más modernas supera el 30%, comparado con el 15% de muchos generadores eléctricos.
La energía solar permite el uso de aparatos eléctricos domésticos en hogares alejados de las redes de distribución de electricidad normales. También se puede usar la energía solar para complementar una red de energía eléctrica convencional e incluso, si se da el caso, vender el exceso de producción eléctrica a las compañías suministradoras. A pesar de que la corriente que proporciona una celda solar es corriente continua, se puede hacer la conversión a corriente alterna, así como almacenar la energía obtenida durante el día en baterías para poder aprovecharla por la noche.
Colectores solares para calefacción
Puede parecer contradictorio utilizar la energía solar para calefactar un hogar en invierno, la estación con menos horas de sol. Esa es una realidad, pero, con una instalación de este tipo se consigue entre un 30 y un 50% de las necesidades térmicas de una vivienda. Para ello, se realiza la instalación de unas placas solares llamadas colectores, que absorben el calor del sol y lo transmiten a un circuito cerrado por el que discurre un fluído que, a su vez, transmite el calor al sistema de calefacción.
También puede producirse frío mediante una máquina de absorción, aunque no sea la vía más rentable ni eficiente de producir frío. Es posible refrigerar una vivienda con la misma instalación de suelo radiante con que se calienta en invierno. Para calefactar se hace pasar agua caliente y para refrigerar agua fría.
Una instalación de energía solar térmica concentra el calor del Sol acumulado en unos paneles denominados colectores y la transmite, bien al agua corriente que usamos en nuestras casas para ducharnos, fregar, etc., bien al fluído usado para calefactar mediante radiadores o suelo radiante. Es por tanto, un ingenio que concentra y transmite el calor solar desde un sitio a otro, sin producir electricidad en ningún caso –al contrario que las placas fotovoltaicas, que sí generan corriente eléctrica.
Los colectores absorben el calor y lo concentran gracias al efecto invernadero creado en el interior de la placa, al aislamiento del medio exterior, y a la capacidad de absorción de los cuerpos, -fomentado por el tratamiento químico al que se somete ciertas partes de la placa. En el interior de los colectores existe un circuito cerrado –circuito primario- por el cual discurre un fluído con anticongelante. Este líquido alcanza temperaturas superiores a 100º C en las placas con recubrimiento selectivo, que son el tipo que usamos, y se hace circular, siempre en circuito cerrado, hasta el interior de una cisterna llamada acumulador, donde el tubo adquiere forma de serpentín y entra en contacto directo con el agua que nosotros usaremos posteriormente en nuestra casa –circuito secundario-.
El calor del fluído que atraviesa el serpentín se transmite al agua destinada al consumo que la rodea, aumentando su temperatura. En caso de necesidad, por ejemplo días nublados, se hace uso de un equipo generador auxiliar, generalmente una caldera de gas o gasóleo, para elevar la temperatura los grados que sea necesario. Según la actual normativa, el agua debe salir del acumulador a una temperatura de 60ºC, para evitar peligro de legionella, aunque posteriormente es mezclada con agua fría para rebajar la temperatura hasta 45ºC., que es la temperatura convencional de consumo.
Todo este proceso está controlado por un dispositivo electrónico central que es el que se encarga de automatizar y coordinar la circulación del agua del circuito primario cuando es necesaria mayor aportación térmica, controlar la temperatura de los colectores, garantizar la seguridad del sistema, e incluso en modelos más avanzados, de enviar un correo electrónico avisando de incidencias.
Fuentes y enlaces relacionados
- Paneles solares fotovoltaicos:
¿Cómo funcionan las celdas solares? - Colectores solares para calefacción:
Soliclima. Energía Solar
19 de Agosto de 2006 a las 18:27
Es necesario plantear este tema del ahorro y energia solar en general, ojala bajen pronto sus precios asi todos podemos tenerlas en nuestra casa, el gobierno tendria que dar subvenciones. He encontrado un link con una aplicacion solar para iluminar sotanos muy interesante: http://locodelavida.blogspot.com/ Puede ser una buena solucion para mcuhas personas con ambientes oscuros.
2 de Septiembre de 2006 a las 4:54
necesito intalar placas solares a una maqueta de un molino, y quiero saber como lo puedo hacer y cuanto me costaria comprar
4 de Septiembre de 2006 a las 22:56
EN realidad apenas me estoy documentando en este tipo de tema para poder pensar en una posible solucion a un pueblo peqño de indigenas q esta muy lejos de la zona central del pais, parece ser q las personas alli, a veces suelen perden la vida por modeduras de serpiente, por no tener los medios de almacenar sueros, por no tener ningun tipo de energia electrica. y en una futuro me gustaria construir una planta de Energia SOlar, para suministrar este tipo de energia a este Pueblo. Solo se llega en Helicoptero, y luego 2 dias en mula. esto esta ubicado en la frontera de Vzla y colombia…
Gracias
8 de Noviembre de 2006 a las 3:59
NESECITO HACER UNA MAQUETA SOLR TERMICA ME PUEDEN AYUDAR
12 de Diciembre de 2006 a las 18:54
No me gustaría que fueran tan llamativas, tan grandes y que toda la arquitectura parezca la misma.
Condiciona mucho los proyectos y sólo los edificios grandes, emblemáticos y con alto presupuesto podrán poner las más pequeñas y bonitas placas. A nivel de vivienda unifamiliar, vamos a modificar el aspecto de nuestros pueblos y ciudades…
Sé que ya es imprescindible y que España debiera haber instalado paneles hace muchos años, debido a nuestra climatología. Es, además, necesario procurar que los edificios sean sostenibles, pero fabricantes ¿Podéis hacerlos menos feos, más pequeños, diferentes, capaces de integrarse en diferentes tipologías constructivas?
19 de Diciembre de 2006 a las 19:30
Aunque ya he respondido a algunos por email, lo haré aquí ahora que parece que recupero un poco mi tiempo…
SolarRex: es cierto que los precios son caros, es la ley de la oferta y la demanda, y todavía la demanda no es grande. En cuanto a las subvenciones, no sé decirte exactamente su cuantía, pero sí que existen, e incluso si generas más electricidad de la que consumes las compañías eléctricas están obligadas a comprártela, al menos en España.
jonathan, Luis y César: lamento no poder ser de mucha ayuda, me temo que soy un mero “informador” que se limita a transmitir las noticias o informaciones que encuentra por ahí, pero realmente yo no sé mucho de cómo llevar a cabo este tipo de proyectos en la práctica.
Rita: creo que esa tendencia está cambiando, aunque imagino que en parte la estética está condicionada por la orientación que le deben dar a las placas. En cualquier caso la tecnología evoluciona, así que espero que en un futuro se pueda conciliar lo práctico con lo bello (una vez más)
22 de Marzo de 2007 a las 0:42
hola como debo hacer una maqueta de serpiente para mi escuela
22 de Abril de 2007 a las 17:05
creo que sus articulos son muy buenos y a mi al igual que a ustedes me interesa lo que pasa con el medio en que vivimos porque sólo existe uno y nadamas, y con la actual contaminación las areas naturales se van terminando rápidamente y todo por la ignorancia de las personas `porque no sabemos apreciar lo que tenemos y como vamos no creo que dure mucho.
a mi me gusta mucho la biologia y sus ramas y me interesa la naturaleza, porque nosotros somos parte de la naturaleza no ella de nosotros, me gustaria contactarme con ustedes para proponer planes para el bien dl entorno en que vivimos, para que no se termine y con ello nosotros tambien lo hagamos.
soy alumna de bachillerato pero aunque no tengo la mayoria de edad me preocupa lo que sucede y vaya a suceder. pueden contactarse conmigo en mi correo electrónico maria_bueno_02@hotmail.com
en verdad me interesa contactarme con ustedes, pueden enviarme un mensaje por correo, soy de matlapa, SLP.
4 de Mayo de 2007 a las 4:00
Hola, esta muy bien el documento,
Estoy buscando cual es “la funcion de trabajo Wo” para una celda comercial, la he buscado y hasta orita no la encontrado.
agradeceria que me pudieran ayudar.
10 de Mayo de 2007 a las 15:14
Ааану-ка ребятки голосуем!!!
Прирнзавайфтесь проаанзики и владельцы сайта www.loscoloresdelaciencia.com ))))
ЧТО вы будете делать этим летом!?
11 de Mayo de 2007 a las 18:33
esta super bueno¡¡¡¡¡¡¡¡
11 de Mayo de 2007 a las 18:36
hola les digo que esta excelente¡¡¡
pero todavia no puedo encontrar alguna maqueta solar¡¡¡¡¡¡¡¡
12 de Agosto de 2007 a las 20:08
Dado que este BLOG es de energía solar os facilito un nuevo FORO de energía solar fotovoltaica para las personas que desean añadir sus comentarios y preguntas sobre la energía solar fotovoltaica. El foro en cuestión es: http://www.solarfotovoltaicas.com/foro/index.php
9 de Septiembre de 2007 a las 16:09
Hola, pues es evidente que todos tenemos que colaborar en la energia solar. Yo se de otro Foro y al mismo tiempo página de energía solar donde explican un poco de que va todo esto, la pagina en cuestion es http://www.solaria-solar.com , hay mas obviamente, las que mas me vayan gustando las ire poniendo si os parece bien.
Saludos.
19 de Septiembre de 2007 a las 10:18
Solo era para comentar que teniendo en cuenta el medioambiente y el calentamiento global me parece bien cada vez mas sistemas con funcionamiento renovable. El calentamiento y el oscurecimiento global son problemas de nuestros tiempos y de las generaciones venideras.Hoy estaba leyendo y encontre la pagina de la conocida empresa Solaria http://www.solaria-solar.com y explica un poco el estado actual del negocio fotovoltaico y da unos conceptos sobre energia solar para los que estamos empezando. No esta mal.
Un Saludo
26 de Septiembre de 2007 a las 3:09
megustari que explicaran como podemos elavorar un modelo para emplearlos en nuestras casas y como podriamos utilizar esa energia
23 de Octubre de 2007 a las 17:30
me interesa vender y instalar,casas con energia solar y instalarlos
5 de Noviembre de 2007 a las 5:48
HOLA ESTIMADOS COMPAÑERO EL PRESENTE MENSAJE ES PARA PREGUNTARLES SOBRE LA ENERGIA SOLAR COMO ES POSIBLE INTALAR EN MI HOGAR Y QUE COSTO TIENE ESTA INTALACION POR FAVOR NESECITO INFORMACION SOBRE ESTE TEMA LLA TIENEN MI CORREO ELCTRONICO ASI QUE ESPERO PRONTO SUS RESPUESTA Y QUE DIOS LOS VENDIGAS POR SU ATENCION MUCHAS GRACIAS
6 de Mayo de 2008 a las 11:53
¿Podriais ayudarme a saber QUE ES EL EFECTO DE LA TEMPERATURA DE TRABAJO?
23 de Agosto de 2008 a las 21:47
hola como puedo hacer una maqueta de la energia solar yo quisiera saber como asemejar los paneles solares me pueden decir y tambien como se hace para prender un foco con la luz del sol
2 de Octubre de 2008 a las 0:48
Por favor quisiera saber como se fabrican los paneles solares con elementos reciclados junto con sus acumuladores de energía y como es que se ensamblan y funcionan, soy Peruana y es algo que me interesa mucho.
gracias sinceras.
16 de Octubre de 2008 a las 15:42
kreo k esta bien kseusela energía solar como alternativa pues alomejor es el futuro de nuestra energia
23 de Octubre de 2008 a las 19:27
hola yo quisiera saber como hacer una maqueta de la energia cuantica
10 de Enero de 2009 a las 21:48
SALUDOS DESDE CHICAGO DE LA FAMILIA DE DON EUSEBIO HERNANDEZ Y DONA APOLONIA HERNANDEZ NUESTRO NICK NAME ES LOS MELCOCHAS
13 de Enero de 2009 a las 20:41
Hi , i have some questions about you desing
maybe you can give designer contacts?
23 de Enero de 2009 a las 5:01
hola me gustaria saber como podria fabricar un panel solar desde mi casa con objetos que no cuesten caros conseguirlos o comprarlos gracias espero sus respuestas.
2 de Febrero de 2009 a las 14:32
Hola, me gustaría obtener información de la transmisión de informacion de las placas solares a un centro de conmutación, Gracias.
3 de Febrero de 2009 a las 0:08
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7 de Abril de 2009 a las 23:20
necesito hacer una maqueta de la energia solar pero tengo dos dias para hacerlo ayudenme rapido xauuu
8 de Abril de 2009 a las 17:18
Продажи автомобилей российской марки Lada в Германии в марте выросли в четыре раза по сравнению с тем же периодом прошлого года - до 653 единиц, передает Автостат. По итогам первого квартала рост продаж Lada Deutschland GmbH, официального импортера “АвтоВАЗа” в Германии, составил 154% с показателем 1 397 машин.
Таким образом, модели Lada поднимаются в рейтинге самых продаваемых машин на немецком рынке. В январе вазовские машины заняли в этом списке 31-е место, переместившись с 34-го. “Лады” по популярности в Германии обошли, в частности, Jaguar и Saab, а в феврале – еще и Lancia.
В марте Lada по продажам опередила британскую марку Land Rover и заняла 29-е место.
Как сообщает агентство, росту спроса на российские автомобили во многом способствует введение “премии за утилизацию”, с учетом которой цена Lada Kalina в базовой комплектации составляет 6 000 евро.
Мы можем с гордостью сказать нашему читателю на эту тему, что дорогое не всегда лучше!!!
По материалам сайта http://kuxap.ru/
17 de Julio de 2009 a las 10:21
Существуют определенные, уже устоявшиеся правила по уходу за своей внешностью. Но все то, что мы всегда считали правильным, не всегда оказывается таковым…
1. Не выщипывать волоски, растущие выше линии бровей.
На самом деле, подобные волоски создают ложные тени и даже могут изменять форму лба, затеняя выпуклые участки. Чтобы оценить, насколько правильно вы выщипали брови, нужно смотреть на себя в зеркало прямо, но никак не вниз или, наоборот, задрав подбородок, – это исказит восприятие. Волоски следует выщипывать от внутренней поверхности бровей к наружной.
Подробная информация на странице portalsvazak.ru 2. Всегда очерчивать контур губ контурным карандашом.
Это тоже заблуждение. Например, если обвести контур красным карандашом, а на сами губы нанести помаду нейтрального тона, то может получиться не очень симпатично. Лучше использовать у края губ помаду более темного оттенка, а на выпуклой части – светлую помаду, сверху которой кладется блеск для губ.
3. Сначала жидкая пудра, потом основа для макияжа.
Сначала на кожу наносится основа под макияж и только потом – жидкая пудра. Таким образом можно выправить недостатки кожи, убрать прыщи и создать рельефность формы лица.
4. Цвет основы под макияж должен соответствовать натуральному тону кожи лица.
Лучше подбирать цвет основы под макияж в соответствии с тоном кожи вашей шеи, точнее, в соответствии с тоном кожи над ключицей. Эта точка должна считаться отправной в вашем макияже. Подобный подход объясняется тем, что кожа на лице имеет тенденцию к изменениям: она краснеет на ветру или бледнеет от сильного стресса, то есть цвет кожи лица зависит от вашего настроения, а значит не может быть чем-то постоянным и служить критерием выбора. Кожа над ключицей более соответствует естественному цвету.
11 de Agosto de 2009 a las 4:56
ya encontre donde hacer fotovoltaicas y molinos de vientos para dar energia solar a nuestras casas
GLOBAL PHOTOVOLTAIC.COM Y SE HACEN BARATAS Y MANDAMOSLA A CONTRUIR E INTAKARLAS,VENGANNNNNNNNNNNNNN
23 de Agosto de 2009 a las 5:12
âûâîç ñòðîèòåëüíîãî ìóñîðà…
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1 de Septiembre de 2009 a las 7:48
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8 de Septiembre de 2009 a las 7:06
excellent work, thanks
8 de Septiembre de 2009 a las 12:32
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9 de Septiembre de 2009 a las 6:55
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11 de Septiembre de 2009 a las 7:59
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19 de Septiembre de 2009 a las 12:46
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20 de Septiembre de 2009 a las 0:59
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23 de Septiembre de 2009 a las 20:22
Este comentario surge de Mérida-Venezuela. Aproximadamente unos 25 años que tengo conocimiento de la energía solar por una revista (Scala) alemana que le llegaba a la casa de un amigo. en nuestro paise que el sol esta permanentemente los 365 del año cada 12 horas. Aqui no hay cultura para este tipo de energia tan benficiosa tanto a la sociedad como al ambiente. Particularmente me gustaria emplear este tipo de energia. Los felicito a uds por esta maravillosa información
2 de Octubre de 2009 a las 3:12
>>>вконтакте.ру
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>>>Взлом контакта
4 de Octubre de 2009 a las 16:10
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6 de Octubre de 2009 a las 10:00
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1 de Noviembre de 2009 a las 18:58
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17 de Noviembre de 2009 a las 16:21
Hola, me gustaría saber como puedo obtener energía solar desde mi casa para que esta pueda alimentar a toda la casa, tanto en electricidad como calefacción.. Gracias
20 de Enero de 2010 a las 18:31
Hola soy militar de Colombia me gustaria adelantar un proyecto para que las fuerzas militares se comprometan mas con el cuidado del medio ambiente, me gustaria implementar el uso de la energia solar. pero aqui no me han alentado mucho, por esto quiero saber como se fabrican los paneles solares con elementos reciclados junto con sus acumuladores de energía y como es que se ensamblan y funcionan
espero encontrar apoyo en ustedes.