Los paneles solares fotovoltaicos

El panel solar fotovoltaico

La energía solar fotovoltaica se obtiene a través de paneles solares. Las placas solares fotovoltaicas, módulos solares o paneles fotovoltaicos se basa en las propiedades de ciertos materiales para la conversión de la energía proveniente del sol en forma de radiación en electricidad.

Un sistema de energía solar aprovecha la radiación del sol para generar energía. Puede ser mediante captadores térmicos o con células fotovoltaicas. La diferencia se encuentra  en función de si el sol se dedica a calentar agua o bien en convertir la radiación en energía eléctrica mediante células solares.

Esto sucede porque parte del material absorbe parte de la radiación solar. En concreto, los materiales negros mate absorben una mayor cantidad de radiación solar.

La radiación solar que alcanza la atmósfera terrestre contiene un conjunto de radiaciones con longitudes de onda que van de 0,15 μm a 4 μm. Aquí se encuentra el potencial de abastecimiento que implica la energía solar a través de los módulos solares.

El uso del panel solar fotovoltaico

La energía solar fotovoltaica se puede utilizar para calentar agua, la calefacción, climatización de piscinas, producción de calor para procesos industriales y sistemas de refrigeración, entre otros.

La variada oferta de placas solares para una vivienda ha reducido los costes de fabricación. Las placas solares baratas permiten que los kits solares estén al alcance de todas aquellas viviendas que apuesten por energías limpias y deseen ahorro en la factura de su compañía eléctrica. También son la solución para lugares donde no exista conexión a la red electrica nacional.

Las placas solares fotovoltaicas de vivienda pueden ser instaladas de forma agrupada junto con los componentes que se ofrecen en cualquiera de los kits solares, kits solares de conexión aislada o kits solares de conexión a red

La producción de energía eléctrica fotovoltaica mediante módulos solares es posible gracias a los materiales y sinergias entre ellos a través de la tecnología de láminas que permiten la durabilidad en el tiempo de las propiedades y la fiabilidad de que los procesos.

El conglomerado de módulos solares correctamente confeccionado y conectado es lo que da lugar a un panel solar. Proceso que con el tiempo se ha ido mejorando.

Actualmente el mercado ofrece placas solares baratas con una vida útil más larga y una fiabilidad excelente. Los paneles de placas solares constituyen como media un valor superior al 60% del coste de la instalación fotovoltaica completa. Son responsables directos de más del 90% de la producción energética de cada instalación fotovoltaica.

El módulo fotovoltaico está formado por células solares

Un panel solar de una vivienda contienen módulos fotovoltaicos, que proporcionan la propiedad de obtener energía solar y transmitirla por el sistema.

Un módulo fotovoltaico consta de varias células solares conectadas eléctricamente entre sí. Si todas las células son iguales y trabajan en las mismas condiciones, los parámetros eléctricos de un módulo fotovoltaico tendrá un relación directa con los parámetros eléctricos de sus células y el conexionado serie-paralelo de las mismas.

Los fabricantes de paneles solares para viviendas clasifican e identifican los módulos fotovoltaicos por su potencia máxima o de pico.

Además, las diferencias propias de los procesos de fabricación de paneles solares para viviendas hacen que cada una de los paneles solares fotovoltaicas sean únicos por lo que existen cierta tolerancia a los parámetros característicos de cada uno de los paneles solares para viviendas fabricado.

Tipos de panel solar: Panel solar monocristalino y policristalino

Las placas solares también son conocidas como paneles solares, módulos solares o paneles fotovoltaicos. Estos están compuestos por células solares capaces de producir electricidad a partir de la radiación solar que inciden sobre ellas.

La tipología del material de fabricación de un módulo solar afecta sobre las propiedades del panel solar, y por tanto sobre su precio.

Las placas solares se pueden clasificar en función del tipo de célula fotovoltaica en:

Panel solar monoristalinos

Está formado por células de un único cristal de silicio. Se reconocen por la forma de la célula, circular u octogonal a partir de células circulares recortadas.

Panel solar policristalinos

Son característicos por estar compuesto de células con múltiples partículas de silicio cristalizadas. Normalmente las células tienen forma rectangular y son de un tono más azulado con coloración más irregular.

La composición de los paneles solares

La célula típica tiene una superficie aproximada de 100 cm2, produce 1,5W de potencia con una tensión de 0,5V y 3A de intensidad.

Para poder aprovechar la energía generada se enlazan células en serie y paralelo hasta alcanzar unos valores adecuados de tensión e intensidad. Es por ello que en los paneles de 12V encontraremos que tienen 36 células, en los paneles de 24V veremos que hay 72 células y además están los paneles que llamados paneles de conexión a red que tienen 60 células y precisan de reguladores especiales para que saquen el rendimiento adecuado.

Paneles solares para bombeos

Como dato curioso, también hay otro tipo de panel solar que tienen un número no estándar de células. Son paneles solares para usos muy específicos como bombeos solares. Estos son capaces de ofrecer un elevado voltaje a cambio de una intensidad más baja.

Una variante muy común dentro del campo del bombeo solar directo, es la utilización de los mismos para la depuración de piscinas.

El funcionamiento del módulo solar irá completamente ligado a la radiación solar que esté recibiendo el grupo de paneles solares. Estas instalaciones placas solares son muy rentables, ya que permiten mantener a bajo coste de energía la depuradora.

Todos los tipos de paneles solares aquí expuestos son también óptimos para las instalaciones solares aisladas. Dependiendo del tipo de instalación aislada que se requiera, buscaremos un tipo de placa solar de 12V o de 24V, en función del tamaño de la instalación.

En función del voltaje de trabajo de la instalación solar, el modo de conexión de los mismos será de diferente forma.

¿Qué tengo que tener en cuenta para instalar paneles solares fotovoltaicos?

Antes de llevar a cabo el proyecto fotovoltaico te recomendamos que tengas algunos puntos en cuenta con el fin de que la instalación cumpla con el rendimiento esperado.

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¿Cómo colocar los paneles solares?

El aspecto principal a tener en cuenta a la hora de instalar los paneles solares es la orientación del módulo fotovoltaica debe ser al Sur y con una inclinación en función de la latitud y el uso que vaya a tener la instalación.

Por otro lado esta colocación se puede hacer en diferentes superficies. Todas serán igual de buenas siempre y cuando cumplamos con la inclinación y orientación adecuada. Si la orientación no es la idónea o no tenemos buena inclinación tendremos pérdidas de rendimiento.

Otro punto a tener muy en cuenta es la presencia de sombras en el panel solar. Si existen sombras aunque únicamente se presenten en un panel o en un área reducida la producción se reduce en gran medida.

Si la instalación se compone de paneles en serie al afectar a un panel afectamos a toda la serie. Por ese motivo, es muy importante tener plena ausencia de sombras en la superficie de exposición solar.

Por este motivo es recomendable estudiar con detalle el lugar donde van a ir colocados los paneles. Se debe comprobar que no van a recibir sombras de árboles, chimeneas, edificios, etc. Una vez realizada la instalación será más difícil y caro solucionarlo.

El precio de los paneles solares

Para comprar placas solares es necesario tener en cuenta la ubicación de la instalación de energía fotovoltaica y los consumos esperados. Digamos que estos son dos puntos fundamentales para seleccionar los paneles solares más adecuados.

También se recomienda no dejarse engañar por ofertas de paneles solares y ponerse en manos de expertos para comprar placas solares con garantía. Por último buscar que el precio de los paneles solares sea acorde a su calidad.

El soporte del panel solar

Debemos asegurarnos que el kit de generación de energía solar fotovoltaica que vamos a instalar posee la estructura de soporte adecuada.

Existen muchos de tipos de estructuras para la sujeción de paneles dependiendo del lugar de colocación: azoteas, cubiertas planas, tejados de chapa metálica, tejados de teja, tejados de pizarra, panel sandwich inclinado, estructuras elevadas, embarcaciones,….¡

Todas las ubicaciones tienen una estructura adecuada para su correcta sujeción. Los paneles solares tienen unas dimensiones y peso definidas. Por ese motivo, el fabricante debe garantizar las condiciones de esfuerzo máximo que resisten. Estas condiciones deben ser superiores al peor escenario posible.

La sujeción de las estructuras a una superficie estable y segura es otro punto a tener en cuenta. Recordemos que la instalación de los paneles solares se realiza en el exterior. Por tanto, está expuesta a fuertes vientos, tormentas y a las condiciones atmosféricas más exigentes.

La posición del panel fotovoltaico

Los paneles generalmente se colocan en una posición fija y no se suelen modificar. El mantenimiento del panel es muy bajo si se coloca bien.

No obstante tanto el polvo, el barro, las hojas, etc… reducen la productividad del sistema y por lo tanto es necesario mantenerlas limpias. Por este motivo recomendamos una revisión periódica del sistema con mayor asiduidad si nos encontramos en zonas rurales o marítimas.

La garantía del fabricante de los componentes

Los componentes de las instalaciones solares se caracterizan en su mayoría por su larga vida útil. Los paneles solares alcanzan una vida útil de más de 40 años con garantías desde fábrica de 25 años.

Para la correcta instalación de paneles solares basta con entender y seguir las indicaciones del fabricante.

La conexión del panel solar y la batería de almacenamiento

Las dos posibilidades son: conexión de paneles solares en paralelo o conexionado de paneles solares en serie.

Una vez se haya seleccionado el modelo de paneles solares, hay que decidir sobre la conexión más conveniente. Esta debe ser compatible con el resto de elementos de la instalación fotovoltaica.

Conexión del panel solar en paralelo

La gran ventaja es que aumenta la intensidad y mantiene la tensión.

Es decir, si colocamos tres paneles en paralelo la intensidad de cada panel se multiplicará por tres y la tensión será la misma.

Conexión del panel solar en serie

La propiedad será que se suma la tensión y la intensidad se mantiene.

En otras palabras, si instalamos tres paneles solares en serie la tensión de cada panel se multiplicará por tres y la intensidad se mantendrá igual.

Conexión del panel solar en serie – paralelo

Esta configuración aumenta tanto la tensión como la intensidad dependiendo de la configuración.

Recomendaciones para la conexión de paneles solares

Es aconsejable conectar siempre la batería al regulador o al inversor y después a los paneles.

Se debe usar reguladores solares que soporten la intensidad proveniente de los paneles de nuestra instalación.

No es conveniente conectar en serie paneles solares de distintas potencias, células o modelos.

El valor de intensidad a potencia máxima (IMP), sirve para conocer la corriente de carga no la intensidad en cortocircuito (ISC).

La tensión a potencia máxima (Vmp) es útil para conocer la tensión de funcionamiento del panel.

 El valor de voltaje en circuito abierto (Voc) se utiliza para saber el máximo voltaje que puede obtener la instalación debido a la temperatura. No sirve para determinar la tensión de funcionamiento del panel

Parámetros a considerar en paneles solares

El parámetro principal para comprar un panel solar es la potencia pico. Esta potencia clasifica la potencia de los paneles solares. Se trata de la potencia máxima que es capaz de generar el módulo fotovoltaico bajo las condiciones estandarizadas de 1000 W/m² y 25ºC de temperatura de célula.

Además de la potencia pico los parámetros más importantes son: la tensión de circuito abierto (Voc), la corriente de cortocircuito (Isc), y la temperatura de operación nominal de la célula .

Otro parámetro, que inciden en la calidad de los paneles, es la eficiencia de los módulos fotovoltaicos. Este valor nos muestra el porcentaje de energía solar recibida sobre las placas solares que son capaces de convertir en energía eléctrica. Por ese motivo este valor incide notablemente en el precio del panela solar fotovoltaico.

Las condiciones de funcionamiento de una placa solar, o en concreto de los módulos solares, varían en función de los valores de irradiancia o temperatura. En instalaciones terrestres, la irradiancia alcanza valores de entre 0 y 1000W/m2 normalmente, siendo mayor la producción energética a mayor irradiación. La temperatura en cambio genera efectos contrarios, a mayor temperatura menor producción energética de los paneles, siendo los valores de fábrica calculados para condiciones de 25 ºC de célula que se dan a unos 5 ºC de temperatura ambiente.

En muchas ocasiones las placas solares baratas no cuentan con garantía de funcionamiento ni garantía de fabricante. Esto indica la falta de compromiso por el usuario. En estos casos, lo más probable es que se traten de placas  que a corto o medio plazo van a dar problemas y se espera una corta vida útil.

La legislación para instalar paneles solares en su vivienda

El impuesto al sol es un tema que suscita multitud de dudas, desde hace años a todo aquel que desea instalar placas solares en su vivienda habitual, su casa o nave. En cualquier caso, recientemente lo han eliminado por lo que es un tema despejado.

No obstante, durante mucho tiempo fue un freno a la decisión de acometer una inversión de este tipo. Para entenderlo mejor, contaremos lo que sucedia.

El impuesto al sol se aplicaba a aquellas instalaciones fotovoltaicas que superaban los 10kW. Esto no aplicaba al 95% de los casos de las instalaciones a viviendas y de las instalaciones a particulares. Es decir, en la mayoría de los casos era para grandes instalaciones solares fotovoltaicas. Las empresas perjudicadas eran de grandes dimensiones y con grandes consumos energéticos.

Otro de los puntos relacionados sobre el impuesto al sol era que la instalación fotovoltaica no debe interferir en la conexión de la red de la compañía eléctrica. Esto era un problema en los momentos de mayor generación que consumo.

El uso de paneles solares

Los paneles solares cada vez son utilizados en más sectores. Todos tienen un punto en común: buscan el autoconsumo energético y buscan autonomía energética. Esta última durante periodos de tiempo bastante largos y con una regularidad constante.

Los paneles solares son una fuente de alimentación fotovoltaica. Con los elementos necesarios pueden hacer funcionar desde los electrodomésticos de una vivienda hasta la iluminación de una casa, caseta de campo, nave. Existen kits solares adecuados para la iluminación o el bombeo de agua para el suministro habitual de un hogar o para el sector agrícola o ganadero.

Existen multitud de usos y los resultados cada vez son mejores, los paneles solares son más competitivos, duraderos y eficientes con el paso del tiempo. Este es el resultado de la inversión en I+D+i de los fabricantes y las empresas especializadas.

Además de los sectores industriales, también encontramos un uso particular de las placas solares. Los más frecuentes son: paneles solares para barcos, paneles solares para barcos y paneles solares para bombeo de agua, y los paneles solares para caravanas.

La compatibilidad entre las baterías y los paneles solares

Es habitual adquirir una batería y una placa solar teniendo en cuenta las necesidades y del sector y de la instalación. No obstante, en ocasiones, no se considera la propia compatibilidad entre la batería y la placa fotovoltaica.

Para evitar este error frecuente basta seguir estos pasos:

– si el voltaje de la batería y el panel solar es el mismo no hay problema. Una batería de 12V deberá ir con un panel solar de 12V , y una batería de 24V deberá conectarse con un panel solar de 24V.

–  si se desea conectar una batería 12V con un panel solar de 24V se deberá instalar entre ambos dispositivos un regulador de carga MPPT. Nunca se podrá conectar una batería de 24V con un panel solar de 12V.

La sostenibilidad y el medio ambiente

La conciencia de la sostenibilidad ambiental y el respeto al medio ambiente esta impulsando la instalación de paneles solares. La implantación de energía solar fotovoltaica a distintos niveles, domestico e industrial,  constituye una decisión inteligente para las personas que apuestan por un futuro más limpio.

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