Energía fotovoltaica: cómo funcionan las placas solares

Artículos por ciudades
Publicado el 19/08/2022 00:50; Actualizado el 19/08/2022 10:35
La energía solar fotovoltaica es la que transforma la radiación solar en electricidad a través de células fotovoltaicas compuestas de fósforo y silicio cristalino. Cuando estas células reciben la radiación, liberan electrones a partir de los que se genera una corriente eléctrica, es lo que se denomina el efecto fotovoltaico. Pero ¿qué se necesita para aprovechar la energía solar? Aquí te presentamos una breve guía que da respuesta a todas las dudas sobre la energía fotovoltaica.
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¿Cómo se produce la energía fotovoltaica?

La energía fotovoltaica es una energía renovable que se produce por la transformación directa de la radiación y la luz del sol en electricidad. Esta transformación se realiza a través de unos paneles fotovoltaicos que consiguen que la radiación incida en las células fotovoltaicas. 

esquema funcionamiento energia solar
La energía fotovotaica transforma la radiación solar en electricidad

Básicamente el proceso consiste en que los rayos del sol al impactar sobre los paneles solares que están compuestos de silicio desprenden electrones de átomos de silicio. Estos electrones tienen una carga negativa y son atraídos por la parte positiva de la celda de silicio creando una corriente eléctrica. Conforme se liberan más electrones se genera más electricidad

La corriente eléctrica continua que se produce en los paneles solares se envía al inversor para convertirla en corriente alterna que es la energía que se utiliza en los hogares. 

¿Cómo se recoge y almacena la energía?

La energía que se produce a través de los paneles solares durante el día puede ser almacenada para utilizarla por la noche cuando no producen energía. Para almacenar la energía solar son necesarias las baterías solares o acumuladores que están compuestas de celdas electroquímicas que tienen la función de transformar la energía química almacenada en electricidad. 

El proceso se realiza del siguiente modo:
  • Los paneles solares reciben la energía solar y producen electricidad para la instalación.
  • La energía sobrante se almacena en la batería para ser utilizada durante la noche o en los días que no hay sol. 
En una vivienda con instalación solar de autoconsumo que está conectada a la red eléctrica general no es necesario contar con baterías para acumular la energía porque cuando falta energía se coge la electricidad de la red general. Sin embargo, si se trata de una casa de campo aislada sin conexión a la red eléctrica general son necesarias las baterías o acumuladores. 
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¿Qué instalación es necesaria para la producción de energía fotovoltaica? 

Una instalación para la producción de energía solar en casa se compone de los siguientes elementos: 
  • Paneles solares. Existen diferentes tipos de placas solares que normalmente se colocan en el tejado mediante soportes.
  • Inversores. Son los dispositivos que transforman la corriente continua que producen las placas solares en corriente alterna para el uso de la vivienda. 
  • Estructura para la instalación. Determina la orientación, el emplazamiento y el número de paneles solares que se deben colocar. 
  • Cables y conectores
  • Baterías. Si se quiere almacenar la energía se necesita conectar baterías. 

¿Cuánto espacio se necesita para la instalación? 

Antes de realizar la instalación debes comprobar si dispones de espacio suficiente para colocar todo el equipo necesario. En primer lugar, hay que medir el tejado y ver si cumple las condiciones necesarias para instalar los paneles solares. Para hacerte una idea se necesitan entre 5 y 8 metros cuadrados por cada kW de paneles que se quieren instalar. No obstante, hay que tener en cuenta que se necesita menos superficie cuanto mayor es la eficiencia energética del panel solar. 

Para determinar el espacio de la instalación hay que calcular primero cuántos paneles solares se necesitan según el consumo eléctrico de la casa. 
        
CONSUMO NÚMERO DE PANELES
   Hasta 2.000 kWh        2 a 4
    2.000 - 5.000 kWh        5 a 9
    Más de 5.000 kWh        A partir de 9

El consumo medio de un hogar unifamiliar está entre 5.000 y 8.000 kWh anuales para lo que se requiere aproximadamente entre 6 y 8 placas solares. 

Además, para determinar las dimensiones de la instalación fotovoltaica se tiene que valorar la inclinación de los paneles solares (deben estar orientados hacia el sur con un ángulo entre 35 y 40º), la situación geográfica para saber las horas de sol y la superficie del tejado. 

¿Si está nublado no se produce energía solar? 

energia solar
Cuando está nublado también se produce energía solar 


Si está nublado las placas solares siguen funcionando porque, aunque no reciban la radiación directa del sol, reciben la luz que puede atravesar la capa de nubes. Las placas se basan en la longitud de ondas por lo que funcionan también en días nublados. Cuando los rayos del sol no inciden directamente sobre los paneles solares se denomina radiación difusa.

Lo que ocurre cuando está nublado es que la cantidad de energía que producen las placas solares es menor porque la potencia o voltaje de las células solares fotovoltaicas depende de la intensidad de la radiación solar, por eso la producción es mayor en verano que en invierno. 

¿Qué se puede hacer con la energía sobrante? 

En una instalación de autoconsumo con excedentes se puede adoptar el mecanismo de compensación de excedentes que permite que el usuario vierta el excedente de la energía a la red general y recibir una compensación a través de un descuento en la factura de la luz. Para acogerse a esta modalidad se tienen que cumplir unos requisitos: 
  • La potencia de la instalación debe ser menor o igual a 100 kW.
  • La producción tiene que ser totalmente renovable. 
  • Es necesario firmar un contrato de compensación de excedentes entre el productor y el consumidor en el caso de las instalaciones individuales de autoconsumo con excedentes acogidas a compensación, incluso si son la misma persona física o jurídica. Este contrato se entrega a la distribuidora directamente o a través de la comercializadora.
También se puede optar por el sistema de autoconsumo sin compensación de excedentes, en el que se puede vender la energía sobrante al mercado. En este caso, hay que darse de alta como productor. 

Para tener autoconsumo con excedentes es necesario disponer de una instalación solar fotovoltaica formada por los paneles fotovoltaicos que producen la electricidad, un regulador o monitor que controla la generación eléctrica, un acumulador o batería para disponer de electricidad cuando no haya radiación, y un inversor que convierte la corriente continua de las placas en corriente alterna. Si quieres ampliar la información sobre el autoconsumo consulta el artículo Autoconsumo: definición, opciones y ventajas

¿Cuánto tiempo duran las placas solares?

La vida útil de una instalación solar se sitúa entre los 20 y 30 años, aunque puede llegar a los 40 años realizando el mantenimiento adecuado. La duración también depende de la calidad de las placas solares, pero normalmente la vida productiva de los paneles ronda los 20 años. A partir de ahí, comenzará a disminuir su rendimiento, es decir, producirá menos electricidad, pero la producción de energía solar llegará al 70% incluso al 90% en paneles solares de alta calidad. 

En cualquier caso, la inversión realizada en una instalación de energía fotovoltaica se compensa en pocos años, el periodo medio de amortización está entre 8 y 12 años, por el ahorro que se consigue en la factura de la luz, sobre todo, con el actual precio de la electricidad. 


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Autor: Redacción de Housage
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