¿Cómo Funcionan los Paneles Solares?

Las energías renovables son uno de los principales temas actuales de las sociedades científicas, principalmente para disminuir el impacto ambiental ocasionado por la quema del combustible fósil que deteriora constantemente la atmósfera, por ello surgen las energías renovables encargadas de mitigar el cambio climático con medidas mucho más limpias para el ambiente, en el siguiente artículo conoceremos sobre cómo funcionan los paneles solares, siendo un tipo tecnología basada en los rayos solares, conozcamos un poco sobre ella a continuación:

como funcionan los paneles solares

Energía Solar

El hombre siempre se ha caracterizado por la búsqueda continua de energía, mediante ella se ha llevado a cabo la evolución de la humanidad y el desarrollo de la sociedad, pero con el pasar del tiempo ha influido en el deterioro del medio ambiente y en la contaminación de todos los ecosistemas del planeta, por lo tanto han surgido las energías renovables, son conocidas como una fuente de energía limpia e inagotable, enfocadas en obtener energía de todos los recursos renovables.

Las energías renovables surgieron con la intención de combatir el cambio climático y disminuir la emisión de gases invernadero, por ello, existen algunos recursos inagotables como el viento, el agua, los rayos solares, entre otros. Existen un tipo de ingeniería enfocada en obtener el mayor beneficio de ellos y de esta manera generar energía limpia y apta para todas las personas. Algunas de ellas han evolucionado con el pasar del tiempo y han apoyado a toda la sociedad como la energía solar.

La energía solar es aquella que proviene directamente del astro solar, donde se produce una reacción nuclear interna en el sol, la composición del sol es hidrógeno y al ser sometido a altas temperaturas se funde para poder producir helio. Este tipo proceso libera grandes cantidades de energía que alcanzan largas distancias por el espacio durante miles millones de años. La tierra es uno de los cuerpos celestes más cercanos al sol, permitiendo que exista una temperatura adecuada que colabora con el desarrollo de la vida en el planeta.

Esta energía puede ser expresada de muchas maneras siendo interpretadas en longitudes de ondas variables para obtener luz visible e infrarroja, son consideradas como la porción de luz invisible que no puede ser percibida por el ojo humano pero que se encuentra presente; también existen las interpretaciones referentes a la porción de luz que se obtiene en el espectro visible y es la percibida por los sentidos humanos, normalmente conocida como luz y calor.

El hombre ha buscado la manera de obtener el beneficio de la radiación solar que llega al planeta, siendo un tipo de recurso inagotable. Desarrollando tecnologías basadas en emplear medios que recolectan la radiación electromagnética que viene del sol, realizando una conversión térmica hasta llegar a transformarla en energía térmica. Este tipo de energía es la empleada por los seres humanos,  para ser usada como electricidad, el agua caliente,  entre otros. Todo este proceso inicia con la interacción de los paneles solares con los rayos provenientes del sol.

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¿Cómo funcionan los Paneles solares?

Los paneles solares corresponden  a un dispositivo empleado que se encarga de captar la radiación solar para ser convertida en energía eléctrica, son considerados como un tipo de colectores solares encargados de llegar a producir agua caliente mediante la energía solar térmica y se encuentran los paneles fotovoltaicos encargados de generar electricidad por medio de las radiaciones solares.

Las energías renovables se encargan de convertir las energías naturales en energías aptas para el consumo humano con el menor impacto ambiental posible, siendo la energía solar la más empleada por la sociedad. La transformación de la radiación solar se lleva a cabo mediante las células fotoeléctrica, corresponde a un dispositivo eléctrico que convierte la energía luminosa en energía eléctrica este tipo de proceso es conocido como efecto fotoeléctrico.

El efecto fotoeléctrico consiste en permitir la formación de la luz mediante fotones, donde llegan impactando una superficie compuesta por silicio, terminan emitiendo un haz de electrones que son capturados por la misma superficie y producen una corriente eléctrica. El factor relevante en este proceso son las superficies compuestas por materiales semiconductores son los encargados de convertir la radiación solar que incide sobre ellos en electricidad.

Los contenedores de luz se encargan de transmitir su energía de los electrones que se encuentran en los materiales semiconductores que componen su superficie, centrándose en el momento que se rompe la barrera potencial eléctrico entre los electrones saliendo de esa forma del material semiconductor hacia un circuito exterior. Las celdas voltaicas son empleadas en conjunto con otros medios encargados de formar el voltaje con el potencial deseado, de esta forma se puede llegar conseguir que la energía solar se convierta en la energía que puede ser consumida.  Actualmente son empleadas las celdas fotovoltaicas de doble cara apoyándose de las superficies reflectantes, mediante este sistema se puede  duplicar la eficiencia y ampliar la exposición de la luz solar.

Este tipo de celdas son conocidas como paneles solares fotovoltaicos, considerados como un tipo de tecnología avanzada y compleja, es aplicada por varias empresas y compañías para garantizar este tipo de recurso en su propiedad. Entre los países que destacan por implementar este tipo de tecnología están Alemania, Italia, Japón y Estados Unidos.

Aplicaciones de la Energía Generada por los Paneles Solares

Los paneles solares son un tipo de tecnología que se encuentra al acceso de muchas personas, consiste en un dispositivo que se encarga de transformar la energía que proviene del sol en energía eléctrica, mientras mayor sea el panel instalado mayor será la recepción de las radiaciones solares y mayor será la generación de energía eléctrica. Se consideran como un tipo de energía renovable y limpia, disminuyendo el impacto en el ambiente y favoreciendo el ahorro energético, conozcamos las principales aplicaciones de la energía generada por los paneles solares:

Aplicaciones Autónomas

Son conocidas como instalaciones fotovoltaicas que se encuentran aisladas a la red eléctrica, es decir, no se encuentra conectado a ningún tipo de red, abasteciendo todo el lugar con la energía que es generada por los paneles solares y también siendo consumida de forma directa. Se consideran como una opción para aquellos casos donde no es rentable y el mantenimiento puede llegar a ser complicado, por ello la conexión es directa, algunos de los  lugares que presentan este tipo de instalación son los refugios montañosos.

Existen diferentes tipos de instalaciones fotovoltaicas autónomas, clasificadas en dos grupos principales; la primera corresponde a la espacial, es aquella que es producida por los satélites y también por aquellas estaciones espaciales y el segundo tipo es de hogares de zonas rurales, donde es empleado para las telecomunicaciones, los alumbrados públicos, bombeo de agua, señalización, iluminación de electrodomésticos, alumbrado agropecuario, entre otros.

Este tipo de instalaciones son aplicadas directamente para aquellos lugares con dificultad al acceso con la red eléctrica, por lo que resulta más factible instalar los paneles solares que representan una fuente de autoconsumo y mayor comodidad. Teniendo como principal desventaja la variación de la radiación solar, dependiendo del  horario solar, las inclinaciones del sol, los cambios climatológicos y las estaciones del año; siendo recomendable generar una acumulación de energía necesaria para aquellas horas que no podrá suministrar la red eléctrica.

En este caso, las instalaciones fotovoltaicas autónomas están encargadas de ofrecer una energía renovable a todos los sistemas locales principalmente aquellas regiones más rurales como montañas o llanuras; llegando a transformar en electricidad la luz solar mediante las placas fotovoltaicas, destacando en este caso un conjunto de elementos para poder tener un adecuado funcionamiento, destacados a continuación:

Acumuladores de energía eléctrica

Son los encargados de almacenar toda la energía eléctrica generada por los paneles solares, permitiendo la acumulación de energía necesaria que permita el correcto funcionamiento de los aparatos que se encuentran instalados. Son un grupo de baterías instaladas cerca del equipo, teniendo una función muy similar a una pila. Su principal función es ser un elemento esencial para aquellos momentos donde no se puede generar la energía eléctrica directamente de las placas, como por ejemplo alimentar de energía al motor de un auto, como en las noches que no presenta radiaciones solares, tiempo de invierno donde los rayos solares son escasos, entre otros.

Reguladores de carga

Los reguladores de carga llevan a cabo el control del proceso de carga de los acumuladores, es un tipo de batería instaladas aparte del dispositivo o también como un microcircuito integrado. Están encargados de controlar el voltaje de la corriente que circula por su sistema para ser recibidos por las baterías que se encuentran en su instalación. Una de sus principales funciones es evitar las sobrecargas y la sobretensión en todos sus circuitos, de esta manera se puede evitar disminuir el rendimiento o la vida útil de la batería y evitar poner en riesgo toda la instalación, esto se debe a que la energía solar generara tensiones elevadas durante su proceso de carga, por lo tanto se considera como un factor esencial en todo el sistema.

Inversores de Carga

Encargados de convertir la energía solar obtenida en forma de corriente continúa hasta transformarla a corriente alterna, siendo esta última la implementada para los aparatos eléctricos. La principal función es ser rectificador – inversor empleado para variar el voltaje y la frecuencia de la corriente alterna en función a la corriente obtenida por la energía solar. Sus aplicaciones son indispensables en los sistemas fotovoltaicos autónomos debido que se encargan de alimentar todos los dispositivos eléctricos que se encuentran en las zonas aisladas como refugios montañosos, barcos, casas rodantes, entre otros, además de estar encargados de llevar a cabo el control de la velocidad de la energía circulante en su sistema para una condición óptima de iluminación.

Aplicaciones en Red

Las aplicaciones en red de los paneles solares están relacionadas con la energía producida que no se puede consumir de forma autónoma,  en este caso vierte toda la energía generada directamente a ser consumida, esto se debe a que no posee ningún tipo de almacenamiento, donde el módulo voltaico se encarga de recibir la radiación solar, hasta convertirla en energía eléctrica continua, las personas encargadas toman esta corriente y la transforman como una corriente alterna, para finalmente ser transportadas para su respectiva distribución.

Este tipo de aplicación está vinculada directamente con las placas solares que se encargan de generar la energía eléctrica de huertos solares, centrales fotovoltaicas, edificios fotovoltaicos, entre otros. Son aquellos lugares que poseen una alimentación continua de energía para garantizar un efectivo funcionamiento, por ello, los paneles solares son un tipo de tecnología óptima para este tipo de actividades.

Ventajas y Desventajas de los Paneles Solares

La humanidad se ha destacado por lograr obtener el mayor beneficio de los recursos que se encuentran presentes en el medio ambiente, actualmente desarrolla una gran cantidad de tecnologías enfocadas en disminuir el impacto negativo en el planeta tierra, surgiendo los paneles solares, enfocados en tener el mayor beneficio de los rayos solares, por lo tanto conoceremos las principales ventajas y desventajas de este tipo de energía renovable.

Ventajas de los Paneles Solares

La energía solar está centrada en obtener beneficios de los rayos solares para ser transformados en energía consumible por todas las personas, siendo una energía renovable enfocada en generar un recurso autoabastecido y el menor impacto ambiental, a continuación conoceremos sus principales ventajas:

Inagotable

La ventaja más evidente de los paneles solares es su principal fuente de energía que son los rayos solares, siendo un elemento inagotable donde solo se desea tener el mayor beneficio de la exposición del sol al planeta tierra. Destacando que la energía del sol no está propensa a desaparecer, por lo que garantiza ser una fuente vida segura para millones de años.

Energía Limpia

Una de las principales preocupaciones de la humanidad es el alto impacto ambiental que tiene la quema de combustible fósil, por lo que surge la necesidad de obtener energía por otros medios renovables y limpios para el ambiente, en este caso, los paneles solares ofrecen un tipo de energía totalmente limpia, que no necesitan un tratamiento químico, ni proceso drástico como la combustión, por lo tanto, no generan una emisión de sustancias contaminantes que deterioren la atmósfera y colaboren con el cambio climático.

Menos Residuos

El petróleo representa una de las principales fuentes de energía del mundo pero también es el causante de una gran cantidad de residuos proveniente de sus derivados o procesos secundarios,  generando una gran cantidad de residuos que son almacenados, tardan años en desaparecer y generan un gran impacto ambiental. Los paneles solares garantizan no generar ningún tipo de residuos o desechos secundarios que perjudiquen a la naturaleza.

Reducción de Desastres Naturales

Son bien conocidos los derrames petroleros ocasionados en las plataformas y refinerías, generando contaminación y pérdida de gran variedad de especies; otros de los medios de búsqueda de energía es la nuclear, la cual ha generado una gran cantidad de consecuencias y desastres naturales como los conocidos en las centrales de Chernobyl o Fukushima. Los paneles solares son un tipo de tecnología totalmente inofensiva, así que se reduciría el factor de desastres naturales.

Autoconsumo

Los paneles solares representan un medio directo para el acceso de la electricidad sin necesidad de tener una empresa o industria encargada de su distribución, siendo un factor importante para aquellas zonas rurales menos favorecidas, donde no tienen acceso a las redes eléctricas con facilidad, garantizando un autoabastecimiento para aquellas temporadas con dificultades a este recurso.

Producción

Un factor importante de los paneles solares es que pueden ser instalados a grandes escalas, principalmente en aquellos lugares que necesiten una continua alimentación eléctrica como en los sembradíos y huertos; de igual forma son adquiridos para pequeñas instalaciones caseras, representando un tipo de energía de apoyo, además de colaborar con la reducción de los gastos públicos de alumbrados.

Instalación Sencilla y Mantenimiento mínimo

Los paneles solares representan un tipo de tecnología sencilla y fácil de instalar, no tiene necesidad de un mantenimiento laborioso, por lo que puede garantizar mínimo 20 años de vida útil.

Salidas Laborales

Las energías renovables se han visto respaldada por una gran cantidad de empresas y campañas que han favorecido la conservación ambiental, generando nuevas oportunidades de empleo que apoyen la causa. Los paneles solares son construidos por empresas con fines ecológicos ofreciendo oportunidades de contratación y salidas laborales, garantiza además tener a largo plazo las mayores oportunidades de empleo para la sociedad.

Desventajas de los Paneles Solares

La energía solar representa la principal energía renovable empleada por la humanidad y desarrollada por varios países, considerándose como una de las principales fuentes de energía limpia para el futuro de la humanidad, sin embargo existen algunas desventajas que son necesarias destacar:

Energía poco implantada

La energía solar  es una de las más estudiadas y avanzada entre las energías renovables empleadas en la actualidad, pero es muy poco implementada en las naciones además de no ser apoyada por las grandes compañías, por ello su expansión se ha limitado a los países desarrollados como Japón, Estados Unidos y Alemania.

Inversión Económica Alta

La principal fuente empleada por este tipo de energía son los rayos solares, considerados como un recurso renovable y de fácil acceso para todos, pero la instalación de los paneles solares suele ser muy costosa, requiriendo una alta inversión inicial de aproximadamente 7000 euros dependiendo del tamaño y la forma del aparato, mientras que aquellos de uso doméstico deben ser cancelados por cuotas entre aproximadamente 7 a 10 años. Por lo tanto, este tipo de tecnología es adquirida principalmente por las empresas y algunas industrias con algún fin ecológico.

Ubicación Detallada

Los paneles solares no pueden ser ubicados en cualquier zona, deben tener un espacio y una ubicación apropiada para su buen funcionamiento, siempre teniendo en cuenta el mayor contacto con los rayos solares, por lo tanto, es un factor que debe considerar al realizar la instalación debido que no todos los lugares serán aptos para este tipo de tecnologías.

Impacto Visual

Existen diversas formas de contaminación una de ellas es la contaminación visual, representa todo aquello que rompe la estética del medio ambiente, las continuas construcciones rurales y urbanas han deteriorado el paisaje de la naturaleza y los paneles solares representan un factor que puede generar un gran impacto visual por toda su ingeniería, por ello, normalmente son ubicados en zonas alejadas y desérticas. Los paneles solares son instalados en los edificios o en las casas de campo, disminuyendo la estética del lugar, pero siempre deben encontrarse en los puntos que tengan mayor contacto con los rayos solares. Debido a esto se considera como una energía no muy limpia, ya que colabora con la contaminación del medio ambiente

No son tan eficientes

Los paneles solares dependen directamente del sol, por lo que se ven influenciadas por aquellas temporadas del año con grandes exposiciones solares como el verano y en primavera, pero disminuyendo su función en aquellas temporadas de lluvia e invierno. Por lo tanto, es un método de obtención de energía impredecible, dependiendo del clima y las condiciones geográficas que favorezcan su exposición al sol.

Trenes que Funcionan con Energía Solar

Los medios de transporte se han caracterizado por ser uno de los más grandes avances de la sociedad, permitiendo que los seres humanos puedan trasladarse de un sector a otro en el menor tiempo posible, siendo un factor común en la vida cotidiana del hombre, algunos de los medios de transporte más empleados son los carros particulares, taxis, autobuses, motocicletas, aviones y trenes. Teniendo en común el gran número de emisiones de agentes contaminantes a la atmósfera que crece diariamente.

Uno de los principales temas de estudios por los ecologistas, es el impacto de la huella de carbono que deja el  hombre cada vez que usa un medio de transporte, destacando en este caso cuando emplea el tren o realiza algún viaje de avión; debido a esto han nacido algunos movimientos ecologistas, por ejemplo en el año 2018 una gran cantidad de empleados de las aerolíneas suecas renunciaron a su puesto, con la intención de  disminuir la emisión del dióxido de carbono a la atmósfera y crear conciencia a la población por la huella de carbono que se observa con cada vuelo.

Mientras que en el año 2019 en Australia empezaron a emplear trenes con dos vagones que solo funcionan con energía solar, siendo considerado como un gran avance tecnológico que colabora con la disminución de emisiones gaseosas y el emplear energías más limpias para el ambiente. En la India existen 250 trenes que se mantienen en movimiento por medio de la energía solar, actualmente el Reino Unido está llevando a cabo investigaciones para la aplicación de la tecnología en sus trenes e implementar las energías renovables en su país.

Impuestos para el pago por los Paneles Solares

Muchos son los países que se han enfocado en la aplicación de esta tecnología, principalmente aquellos favorecidos por sus características geográficas y climáticas; destacando España que representa una de las naciones con mayor luz solar en el mundo, por lo que representa un punto geográfico favorecido para la aplicación de esta tecnología, debido a eso muchos ciudadanos han solicitado poder gozar de este servicio. Por lo que, se ha aplicado los llamados impuestos al sol que deben ser cancelados antes de acceder al servicio.

Destacando el hecho que la mayoría de los ciudadanos opta por invertir en los paneles solares, considerado como una tecnología muy costosa pero representa un medio en ahorrar la factura de luz y que a largo plazo garantizan poder autoabastecerse; considerándose como una medida muy práctica para toda la nación pero antes de emplear la tecnología se debe pagar un impuesto al gobierno, generando un gran desconcierto e inconformidad por parte de los ciudadanos.

A mediados del año 2018 el Gobierno de España decidió eliminar el impuesto al sol, todo esto con  la finalidad de proteger a los consumidores y también de potenciar su autoconsumo. Actualmente la nueva normativa permite el autoconsumo compartido entre las comunidades, permitiendo las instalaciones a las afueras de los edificios, siendo una opción que solo los vecinos de la localidad pueden solicitar y llegar a un acuerdo.

Además las instalaciones de paneles solares deberán solicitar el permiso a las diferentes compañías eléctricas para poder llevar a cabo la conexión, mientras que la instalación doméstica no necesitará realizar este tipo de trámite. Además junto con el equipo se otorgará el medidor especial del voltaje eléctrico para el control de autoconsumo.

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