Guía sencilla para ahorrar ¿Cómo funciona un panel solar?☀️
Los paneles solares recogen la energía que ofrece el sol y la transforman en electricidad. Célula fotovoltaica, átomo, materiales semiconductores, electrón, dopaje y unión PN: explicaciones para entender el funcionamiento de un panel solar y la transformación de corriente continua en corriente alterna.
Características importantes
- Composición
- Celda fotovoltaica
- átomos y electrones
- Corriente continua y corriente alterna
¡Mira los paneles solares!
Composición de un panel solar.
Un panel solar produce electricidad gracias a numerosas células fotovoltaicas conectadas en serie y/o en paralelo . Cada uno produce aproximadamente 0,5 voltios (V).
En la parte superior, un cristal deja pasar la luz y la energía que transporta. Debajo, un panel rígido protege el conjunto. El conjunto está sostenido por un marco rígido que protege el panel de los golpes . Si observa un panel solar , lo reconocerá fácilmente porque las células forman una especie de rejilla y el material del que están hechas refleja reflejos azules o grises . Un cable a la salida del chasis entrega una corriente continua a voltaje constante .
Panel solar y producción de electricidad: la física de los átomos
Sin entrar en demasiados detalles, podemos hacerte sentir lo que sucede en las capas que componen un panel solar . Para entenderlo completamente, debes recordar que un átomo está formado por un núcleo alrededor del cual orbitan electrones organizados en capas . Las propiedades físicas del átomo dependen del número de electrones en esta capa exterior.
Por propiedades físicas , nos referimos a su capacidad para combinarse con otros átomos para formar moléculas, cristales, para transformarse en iones . Si arrancamos electrones de estos átomos y los ponemos en movimiento, podemos crear una corriente.
La célula fotovoltaica: materiales semiconductores
Una celda fotovoltaica está hecha de materiales semiconductores que se encuentran en muchos componentes electrónicos . Para fabricar estos semiconductores, primero es necesario elegir una familia de átomos que presenten 4 electrones en su capa externa : se habla de átomos tetravalentes . Tienen la capacidad de unirse de manera organizada para formar un cristal.
La idea general para la fabricación de materiales semiconductores es introducir impurezas bien seleccionadas en esta estructura, entonces se habla de dopaje . Si se insertan en este cristal átomos que tienen tres electrones en su capa externa , habrá un déficit de electrones. Un electrón al estar cargado negativamente, esto dará como resultado una carga positiva, hablamos de dopaje P. Por el contrario, si introducimos átomos que llevan 5 electrones en su capa exterior, hay un exceso de electrones, por lo que el cristal queda cargado negativamente y hablamos de dopaje N. Si pegamos una placa de material dopado con N a una placa de material dopado con P, creamos lo que se llama una unión PN.. En esta unión, las cargas negativas de un lado y las positivas del otro crean un campo eléctrico.
Funcionamiento de una celda fotovoltaica
La celda consta de una unión PN con una rejilla metálica en la parte superior y un colector conductor en la parte posterior. Los fotones de luz golpean el semiconductor dopado con N. Estos fotones transmiten su energía a los electrones que así se liberan de la atracción del núcleo alrededor del cual gravitan .
El campo eléctrico de la unión PN empuja estos electrones hacia la rejilla metálica. Luego, estos electrones fluyen a través del circuito al que está conectado el panel y regresan a través del contacto posterior al semiconductor, donde nuevamente son atraídos por un núcleo.
Transformación de corriente continua en corriente alterna: el papel del inversor
La intensidad, el voltaje y por lo tanto la potencia dependen del número de celdas montadas tanto en serie como en paralelo. La tensión de salida de un panel es continua , lo que puede ser adecuado para recargar una batería o alimentar una autocaravana. Para utilizar esta corriente en una casa o revenderla a un operador, se le debe conectar un inversor , que transforma la corriente continua en corriente alterna 220V y 50Hz .
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Generación de Energía Solar y Eólica
