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¿Qué son las celdas solares?

marzo 18, 2022
¿Qué son las celdas solares?

Por qué se utiliza el silicio en las células solares

Las células solares se pueden encontrar en casi cualquier lugar, desde calculadoras, juguetes para niños, linternas y satélites, etc. Las células solares también se denominan células fotovoltaicas (FV), foto significa «luz» y voltaico «electricidad», y generan electricidad directamente a partir de la luz visible mediante el efecto fotovoltaico.

Las células fotovoltaicas están hechas de semiconductores, como el silicio, que es el más utilizado. Cuando la luz incide en la célula, una parte de ella es absorbida por el material semiconductor; la energía de la luz absorbida se transfiere al semiconductor. La energía transferida desprende los electrones, permitiéndoles fluir libremente.

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Cómo construir células solares

La energía solar es la clave de un futuro energético limpio. Cada día, el sol emite mucha más energía de la que necesitamos para alimentar todo lo que hay en la Tierra. Por eso estamos invirtiendo mucho en plantas solares y ofrecemos ahora kits solares a nuestros clientes de Finlandia, Noruega y Suecia.

El sol proporciona energía más que suficiente para satisfacer las necesidades energéticas de todo el mundo y, a diferencia de los combustibles fósiles, no se agotará pronto. Como fuente de energía renovable, la única limitación de la energía solar es nuestra capacidad para convertirla en electricidad de forma eficiente y rentable.

No se emiten gases de efecto invernadero a la atmósfera cuando se utilizan paneles solares para crear electricidad. Y como el sol proporciona más energía de la que jamás necesitaremos, la electricidad procedente de la energía solar es una fuente de energía muy importante en el camino hacia la producción de energía limpia.

Una vez instalados los paneles solares, los costes de funcionamiento son bastante bajos en comparación con otras formas de generación de energía. No se necesita combustible, lo que significa que la energía solar puede crear grandes cantidades de electricidad sin la incertidumbre y el gasto de asegurar el suministro de combustible.

Células solares de capa fina

Las células solares, también llamadas células fotovoltaicas, convierten la energía de la luz en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. La mayoría son células de silicio, que tienen diferentes eficiencias de conversión y costes que van desde las células de silicio amorfo (no cristalino) hasta los tipos de silicio policristalino y monocristalino (monocristalino).

A diferencia de las baterías, los sistemas solares no utilizan reacciones químicas ni requieren combustible. Además, las células solares no tienen partes móviles como los generadores eléctricos. Los sistemas solares domésticos convierten en electricidad alrededor del 20% de la luz solar que reciben, mientras que los sistemas comerciales más caros pueden convertir hasta el 40%. Sin embargo, con los avances tecnológicos se espera que la eficiencia solar de estos paneles aumente.

La mayor formación de células solares se denomina «arrays», que se componen de miles de células individuales y pueden juntarse en parques solares para convertir la luz solar en energía para uso comercial, industrial y residencial a gran escala.

Los grupos más pequeños de células se denominan paneles de células solares o, más comúnmente, paneles solares. Los distintos tipos de paneles solares tienen una gran variedad de usos, desde su colocación en tejados para sustituir o complementar un suministro eléctrico doméstico o para suministrar energía eléctrica a lugares donde las fuentes convencionales no están disponibles o son caras de instalar. Debido a la ausencia de piezas móviles o combustibles, los paneles solares también se utilizan ampliamente en el espacio, incluso para satélites y estaciones espaciales, aunque la difusión de la energía del Sol en las partes más lejanas del sistema solar significa que estos paneles no pueden utilizarse para enviar sondas al espacio interestelar.

Historia de las células solares

El Sol emite cada segundo suficiente energía sobre la Tierra para satisfacer toda la demanda de energía humana durante más de dos horas. Dado que es fácilmente disponible y renovable, la energía solar es una atractiva fuente de energía. Sin embargo, en 2018, menos del dos por ciento de la energía mundial procedía de la energía solar. Históricamente, la recolección de energía solar ha sido cara y relativamente ineficiente. Sin embargo, incluso este escaso uso de la energía solar supone una mejora con respecto a las dos décadas anteriores, ya que la cantidad de energía recolectada a partir de la energía solar en todo el mundo se multiplicó por más de 300 entre 2000 y 2019. Los nuevos avances tecnológicos de los últimos veinte años han impulsado esta mayor dependencia de la energía solar al reducir los costes, y los nuevos desarrollos tecnológicos prometen aumentar este uso solar al reducir aún más los costes y aumentar la eficiencia de los paneles solares.

En los últimos 20 años, los costes asociados a las células solares, las estructuras capaces de convertir la energía de la luz en electricidad, han disminuido de forma constante. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables, un laboratorio gubernamental estadounidense que estudia la tecnología de las células solares, calcula los factores que contribuyen a que la energía solar sea cada vez más asequible. Estiman que los costes duros, es decir, los costes del hardware físico de las células solares, y los costes blandos, que incluyen la mano de obra o los costes para obtener los permisos gubernamentales necesarios, son prácticamente iguales (Figura 1). Los costes blandos han disminuido porque hay más consumidores potenciales y más expertos en la instalación de nuevas células solares, por lo que las empresas pueden producir células solares al por mayor e instalarlas fácilmente. Los costes duros son menos de la mitad de los que había en el año 2000, sobre todo por la disminución de los costes de los materiales y la mayor capacidad de las células para captar la luz. La ingeniería de células solares más rentables y eficientes ha requerido una cuidadosa consideración de la física implicada en la captura solar, además de un diseño innovador.

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