Paneles solares: cómo funciona
Los paneles solares ya se están utilizando para alimentar una amplia variedad de equipos, desde dispositivos móviles hasta vehículos eléctricos. Cómo se organizan los paneles solares modernos, qué son y de qué son capaces, aprenderá de este artículo.
Historia de la creacion de los paneles solares
Históricamente, los paneles solares son el segundo intento de la humanidad de aprovechar la energía ilimitada del Sol y hacer que funcione para su propio bien. Los primeros en aparecer fueron los colectores solares (plantas de energía solar térmica), en los que la electricidad es generada por agua calentada hasta un punto de ebullición bajo la luz solar concentrada, puedes conocer más en paneles solares en las palmas.
Los paneles solares generan electricidad directamente, lo que es mucho más eficiente. Con la transformación directa se pierde mucha menos energía que con la multietapa, como en los colectores (concentración de luz solar, calentamiento de agua y generación de vapor, rotación de una turbina de vapor y solo al final de la generación de electricidad por un generador).
Las células solares modernas consisten en una cadena de células solares, dispositivos semiconductores que convierten la energía solar directamente en corriente eléctrica. El proceso de convertir la energía del sol en corriente eléctrica se llama efecto fotoeléctrico.
Este fenómeno fue descubierto por el físico francés Alexander Edmond Becquerel a mediados del siglo XIX. La primera fotocélula en funcionamiento después de medio siglo fue creada por el científico ruso Alexander Stoletov. Y ya en el siglo XX, el efecto fotoeléctrico fue descrito cuantitativamente por Albert Einstein, que no requiere presentación.
Principio de funcionamiento
Un semiconductor es un material en el que los átomos tienen electrones adicionales (tipo n) o viceversa, no son suficientes (tipo p). En consecuencia, una fotocélula semiconductora consta de dos capas con diferente conductividad. Una capa n se usa como cátodo y una capa p se usa como ánodo.
El exceso de electrones de la capa n puede abandonar sus átomos, mientras que la capa p captura estos electrones. Son los rayos de luz los que «eliminan» los electrones de los átomos de la capa n, después de lo cual vuelan hacia la capa p para ocupar lugares vacíos. De esta forma, los electrones corren en círculo, dejando la capa p, pasando por la carga (en este caso, la batería) y volviendo a la capa n.
El primer material fotovoltaico de la historia fue el selenio. Fue con su ayuda que se produjeron fotocélulas a finales del siglo XIX y principios del XX. Pero dada la eficiencia extremadamente baja (menos del 1 por ciento), inmediatamente comenzaron a buscar un reemplazo para el selenio.
La producción en masa de células solares se hizo posible después de que la empresa de telecomunicaciones Bell Telephone desarrolló una célula solar basada en silicio. Sigue siendo el material más utilizado en la fabricación de células solares. Es cierto que la purificación del silicio es un proceso sumamente costoso, y por eso, poco a poco, se van probando alternativas: compuestos de cobre, indio, galio y cadmio.
