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Tipos de Placas Solares y su Aplicación

Tipos de Placas Solares y su Aplicación

La energía solar es una excelente alternativa para conseguir ahorro energético y económico, por esta razón las placas solares y sus aplicaciones son ideales para lograr la independencia energética y mejorar el planeta

Índice

Introducción a las Placas Solares

Breve Historia de la Energía Solar

La energía solar siempre ha estado con los seres humanos. Se dice que el primero en hacer uso de la energía solar fue Arquímedes con el uso de espejos hechos de bronce para reflejar rayos y combatir la flota romana.

Con el paso del tiempo llegaríamos a la invención del primer panel solar de la mano de Charles Fritts en el año 1883, con una plancha de metal recibiera en una fina capa de oro. En la actualidad no una gran variedad de paneles que se aprovechan tanto del calor como de la electricidad para producir energía gracias a la radiación del sol.

Importancia de la Energía Solar Hoy

El sol representa una fuente de energía virtualmente infinita, lo que hace que la idea de aprovechar la energía que viene de este sea muy atractiva, más aun teniendo en cuanta los problemas ambientales que estamos enfrentando debido al uso de energías contaminante. La energía solar se alza como una alternativa hacia un futuro mucho más limpio.

Clasificación de las Placas Solares

Por Generación de Energía

Placas Solares Fotovoltaicas

Estas son placas usan la radiación del sol para generar electricidad.

 Cómo Funcionan las Placas Solares Fotovoltaicas

En esencia, cuando la luz del sol es recibida en el panel solar, se pone en marcha un proceso que se encarga de separar los electrones de la célula de modo que forman una capa de carga positiva y otra de carga negativa; esto no hace más que generar una diferencia de potencial en la célula que luego podrá generar una corriente eléctrica.

Aplicaciones Comunes de las Placas Fotovoltaicas

Como es lógico, los usos más comunes de las placas fotovoltaicas se encuentran en la producción de electricidad para satisfacer las necesidades de una vivienda.

La energía que se genera por medio de estas placas, puede llegar a ser utilizada para alimentar al sistema de calefacción, electrodomésticos, piscinas, suelo radiante, aires acondicionados, luces del exterior de la casa, termostatos, entre otros muchos aparatos eléctricos.

Placas Solares Térmicas

Estas son placas usan la radiación del sol para generar energía térmica.

Principio de Funcionamiento de la Energía Solar Térmica

Las llamadas placas solares térmicas, si bien también se aprovechan de la radiación del sol, lo que hacen es tomar transformar dicha radiación en energía térmica o, lo que es lo mismo, en calor. Usualmente, este tipo de placas cuentan con un panel que se encarga de absorber la luz del sol y con un depósito que nos permite acumular esta radiación en forma de calor y luego distribuirla a los demás sistemas de nuestro hogar.

Usos Típicos de la Energía Solar Térmica

Al igual que en el caso de las placas solares fotovoltaicas, las placas térmicas buscan ser una fuente de energía para diferentes sistemas de nuestro hogar. Lo usual es que se encarguen de la calefacción o del agua caliente sanitaria de la vivienda.

En algunos casos podemos encontrarnos con paneles que se encargan de transformar el calor en vapor. Esto se hace para, por ejemplo, permitirnos mover las turbinas de un generador.

Placas Solares Termoeléctricas

Estas son placas híbridas. Usan la radiación del sol para generar electricidad y energía térmica

Conversión de Calor en Electricidad

En el caso de las placas solares termoeléctricas, su funcionamiento gira en torno a un líquido que se calienta por medio de la radiación solar. Una vez se ha alcanzado una determinada temperatura, el líquido en cuestión traspasa ese calor a un depósito con agua permitiendo que esta se caliente.

Como podemos ver, la gracia de todo esto está en el movimiento de lo que podemos denominar un “líquido solar”.

El agua que se encuentra a mayor temperatura pesa menos que el agua que se encuentra más fría y, debido a esta diferencia, se permite el movimiento por medio de un panel captador que permite que se lleve a cabo la transferencia de calor entre los dos líquidos.

Ejemplos de Uso de Placas Termoeléctricas

Para las placas termoeléctricas, debemos comentar que su uso más común se encuentra en el aumento de la temperatura del agua o del aire, sobre todo en zonas que sean residenciales o incluso en algunos sitios comerciales. Como es lógico, esta agua que se caliente suele tener usos sanitarios.

También podemos encontrar el uso de este tipo de placas solares en la climatización de piscinas (este es, con diferencia, el entorno donde más se hace uso de este tipo de placa solar).

Por Tipo de Material

Placas Solares de Silicio Cristalino

Silicio Monocristalino

La principal característica de los paneles solares monocristalinos es que están son capaces de contar con una alta pureza. Esto es algo que les permite ofrecer unos índices de eficiencia sumamente altos en comparación con otro tipo de material. De hecho, gracias a este tipo de placas es que podremos ser capaces de obtener hasta un 20% de eficiencia en nuestro sistema de placas. Suelen ser especialmente cómodas para las viviendas al tener un tamaño moderado. Estas placas cuentan con una muy buena vida útil.

 Silicio Policristalino

Entre los tipos de paneles solares, nos podemos encontrar con los paneles solares policristalinos. Estos suelen ser más económicos que las placas monocristalinas, sin embargo, debemos dejar claro que el precio a pagar por esta reducción del precio es que no podremos tener acceso a unos índices de eficiencia tan altos como en el caso anteriormente mencionado. Para estas placas, el pico de eficiencia suele encontrarse en un 15%.

Placas Solares de Película Delgada

Características y Beneficios de la Película Delgada

Una de las alternativas que han surgido para este problema es la utilización de placas solares de capa fina o amorfas. Esto se debe a que combinan diferentes materiales con propiedades fotovoltaicas (a diferencia de las placas mencionadas anteriormente, que son enteramente homogéneas).

En el caso de las placas de película delgada nos encontramos que cuentan con una eficiencia mucho menor, también con un tiempo de vida útil más reducido. Pero, como ya mencionamos, su coste en mucho menor, por lo que son ideales para instalaciones públicas o industrias.

Variaciones de Materiales en Placas de Película Delgada

Muchas personas encuentran un poco confuso el hecho de que las placas de película delgada pueden venir en una gran variedad de materiales. La realidad es que podremos llegar a encontrarnos estas placas con materiales como el silicio amorfo, galio o el telururo de cadmio (todos estos cuentan con propiedades fotovoltaicas).

Placas Solares Orgánicas

Innovación y Sostenibilidad de las Placas Orgánicas

Un problema con las placas solares actuales es la relación entre eficiencia y contaminación. A pesar de que a largo plazo pueden ser un método estupendo para la sostenibilidad energética, una vez ha concluido su periodo de vida útil, las placas solares tradicionales pueden ser una fuente seria de contaminación.

Es por esta razón que las placas solares orgánicas buscan mantener su eficiencia al tiempo que reducen los niveles de contaminación, al punto de hacer a estas placas altamente reciclables.

Las placas solares orgánicas cuentan con compuestos de carbono que hacen que los costes de fabricación sean menos elevados. También suelen añadir elementos plásticos, lo que hace que sea más fácil reciclarlas.

Consideraciones para la Elección de Placas Solares

Eficiencia Energética

Comparativa de Eficiencia entre los Diferentes Tipos

Para que nos podamos hacer una idea, la eficiencia de las placas solares térmicas es muy superior en comparación a los paneles solares fotovoltaicos. Estamos hablando que las placas solares térmicas son capaces de recolectar el calor de los rayos del sol con una eficiencia del 80%. En el caso de las placas solares, no seremos capaces de superar el 20%.

Ahora bien, en el caso de la capacidad para generar energía (ya sea por el uso del calor o de la electricidad) las placas fotovoltaicas claramente son las más eficientes, llegando a ser capaces de darnos hasta un 23 % de eficiencia (esto para el caso de las placas solares monocristalinas).

Costo Inicial y Mantenimiento

Análisis de Costo-Beneficio por Tipo de Placa

En el caso de los paneles solares térmicos, podemos llegar a obtener una rentabilidad del 70% en lo que respecta al agua caliente sanitaria.

En el ámbito de la calefacción, podemos llegar a obtener un 15% de rentabilidad y, para el caso de suelo radiante, hasta un 40% (el suelo radiante y las placas térmicas hacen una muy buena combinación). En cuanto a la amortización de la instalación, estamos hablando de un periodo de entre 5 y 8 años.

En el caso de los paneles fotovoltaicos, el periodo de amortización puede llegar a oscilar entre los siete y los diez años. Como siempre, esto puede depender de muchos factores: cantidad de placas, condiciones climatológicas, calidad de las placas, etc.

Durabilidad y Longevidad

Expectativa de Vida de los Distintos Tipos de Placas

La realidad es que los paneles solares suelen tener una vida útil similar, da igual el tipo de panel solar que hayamos escogido.

En términos generales, un panel solar puede llegar a durar un periodo de entre 15 y 20 años. Sin embargo, es cierto que los paneles solares híbridos pueden llegar a tener una vida útil un poco más corta (entre 10 y 20 años).

Avances Tecnológicos en Placas Solares

Innovaciones Recientes

Mejoras en Eficiencia y Costos

El tema más importante en relación con las placas solares en la eficiencia. En la actualidad, las mejores placas solares que se pueden obtener en el mercado no son capaces de superar el 20% de eficiencia en el mejor de los casos.

Sin embargo, Universidades de China y Países Bajos han logrado crear una placa solar que cuenta con una capa de silicio nanocristalina que ha sido capaz de llegar a unos niveles de eficiencia de casi 27 %. Debemos destacar que estas placas están fabricadas con los mismos materiales que las placas solares convencionales que cualquier persona puede encontrar en el mercado.

El Futuro de la Tecnología Solar

Tendencias Emergentes en la Fabricación de Placas

Las placas solares están lejos de ser perfectas, esto quiere decir que aún falta mucho en el desarrollo y optimización de estas para reducir de forma considerable el uso de otro tipo de energías que sean contaminantes.

Así pues, una de las tendencias que más fuerza ha cobrado en los últimos años ha sido al de incluir a las placas un material conocido como perovskita que, en términos sencillos, es capaz de producir más electricidad, lo que significa que podremos ser capaces de obtener mucha más energía.

Instalación y Configuración de Placas Solares

Consideraciones Previas a la Instalación

Evaluación de la Ubicación y Condiciones Climáticas

Uno de los puntos más importantes a considerar antes de llevar a cabo la instalación de nuestras placas solares es la ubicación de estas.

Recodemos que necesitamos un lugar en donde las placas pueden recibir la mayor cantidad de radiación posible a lo largo de todo el día (esto es importante), por lo que no es bueno instalarlas cerca de cualquier cosa que haga sombra o entorpezca su funcionamiento.

Junto a esto debemos considerar las condiciones climatológicas. La nubosidad y las precipitaciones pueden afectar considerablemente la radiación solar. A pesar de que en los días nublados o lluviosos podemos llegar a tener cierta radiación, nunca será igual al de un día soleado.

Proceso de Instalación

Pasos Generales para la Instalación de Placas Solares

Para no complicarnos mucho, podemos destacar los siguientes pasos fundamentales para instalar paneles solares con éxito: Primero que nada, instalar los soportes en donde se colocaran los paneles solares; segundo, fijar bien las cubiertas y las placas; tercero, conectar correctamente las placas en serie.

Es importante que se conecte el inversor al cuadro eléctrico o no podremos ser capaces de obtener corriente alterna (las placas generan corriente directa); cuarto, conectar las baterías para poder almacenar la energía que van a ir produciendo las placas a lo largo del día.

Impacto Ambiental y Sostenibilidad

Contribución de las Placas Solares al Medio Ambiente

Reducción de la Huella de Carbono

Recordemos que uno de los principales problemas que se quiere solucionar con el uso de las placas solares es la producción excesiva de carbono, muy típica de la gasolina o el diésel. Las placas solares solo necesitan hacer uso de un recurso virtualmente infinito: el Sol.

Esto hace que no emitan ningún tipo de material contaminante (carbono) a la atmosfera, contribuyendo a dañar mucho menos al medio ambiente. Otra forma de ver esto es por medio de la gran eficiencia de las placas solares en relación con otro tipo de energía no renovables.

Incentivos para la Adopción de Energía Solar

Programas Gubernamentales y Beneficios Fiscales

Ahora mismo existe el llamado Crédito Fiscal por Inversión Solar (ITC) que no es otra cosa que un programa que busca fomentar la inversión de las personas en sistemas que hagan uso de energía renovable. Estamos hablando de obtener hasta un 26 % de crédito fiscal en los costes de instalación de estos sistemas tanto en viviendas como en empresas.

Conclusión

Resumen de los Tipos de Placas Solares y su Futuro

Podemos resumir los tipos de placas solares en fotovoltaicas (almacenan corriente), térmicas (convierten la radiación en calor) y placas híbridas, que no son más que una mezcla entre las fotovoltaicas y las térmicas. El uso de estos tres paneles no para de aumentar con el paso de los años, cada vez más personas buscan tener acceso a un modo de vida más sostenible, alejado de los tradicionales combustibles fósiles que tanto daño han causado al medio ambiente.

Cómo Elegir la Mejor Opción para tus Necesidades

La mejor opción a nuestra mano para escoger el mejor sistema de placas solares está en consultar a profesionales en la materia. Desde Energía y Calor Extremadura S.L entendemos que este es un tema complejo y estamos más que preparados para solucionar todas las dudas posibles y permitirle disfrutar de un futuro energético libre de contaminación.

Ernesto Correa Díaz

Ingeniero Técnico de Obras Públicas y apasionado de las energías renovables hasta el punto de crear mi propia empresa. Especializado en el estudio y dimensionamiento de obras, autoconsumo fotovoltaico, sistemas de calefacción con energías renovables.

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