¿Qué es y cómo funciona un panel solar?

La energía solar es una de las alternativas de energía renovables que están siendo más utilizadas en todo el mundo debido a varios motivos, ya que no sólo se trata de una energía sustentable y que jamás se agotará, como así también debido al hecho de la prácticamente nula contaminación que produce, sino además a su bajo costo.

No obstante, para poder captar esta energía es necesario disponer de un sistema que hasta el momento posee un costo elevado, el cual se compone de una serie de paneles solares que permiten la captación y almacenamiento de energía solar, la cual luego es transformada en energía eléctrica.

Un claro ejemplo de ello son las nuevas lámparas para iluminación exterior que se comercializan en los mercados de casi todo el mundo, las cuales incluyen un pequeño panel solar, que hace que por la noche, cuando el sol se oculta, estas lámparas se enciendan automáticamente siendo alimentadas por la energía solar captada por el mencionado panel durante el día.

¿Qué es un panel solar?

Ahora bien, ¿en qué consiste un panel solar? Básicamente se trata de un dispositivo desarrollado con el objetivo de poder absorber la energía emitida por los rayos del sol, la cual puede ser utilizada de forma inmediata o bien almacenarse.

En la actualidad existen dos tipos de paneles solares más conocidos, por un lado los  de módulos fotovoltaicos, y por el otro los llamados colectores solares térmicos. En el caso de los módulos fotovoltaicos, los mismos convierten la energía solar en energía eléctrica que luego es utilizada para alimentar todo tipo de aparatos eléctricos.

En lo que respecta a los colectores térmicos solares, estos se encuentran diseñados para absorber la energía del sol directamente como energía térmica, y debido a ello son utilizados principalmente para tareas tales como calentar agua a través de una estructura, como así también cocinar alimentos.

Cabe destacar que el módulo fotovoltaico se compone de un conjunto de células solares, es decir que cuando vemos esos grandes sistemas de paneles solares múltiples, que en muchos casos pueden generar toda la corriente eléctrica para alimentar una vivienda, estos sistemas se encuentran diseñados con varios paneles del tipo fotovoltaicos.

Dentro de los paneles fotovoltaicos, las células solares se combinan en un único panel solar, ya que de esta forma se facilita su uso, y al mismo tiempo cuando se trata de un sistema completo de paneles solares, se suele combinar una única electrónica compartida por todo el conjunto de paneles solares, siempre dependiendo del tamaño de dicho sistema.

¿Cómo funcionan los paneles solares?

Su funcionamiento es sencillo, ya que consiste en que a medida que la luz incide en el panel solar, parte de la energía de la luz es absorbida por un semiconductor incluido en el panel, el cual genera electrones a través de la utilización de silicio. Estos electrones son enviados en una dirección determinada para crear una corriente, la cual es posible capturar, convertir, almacenar y luego utilizar.

A pesar de las virtudes que representa la utilización de energía solar, lo cierto es que actualmente uno de los principales inconvenientes se centra en el costo de la implementación de sistemas de paneles solares.

Ventajas y desventajas de los paneles solares

En este sentido debemos tener en cuenta que los paneles solares aún son costosos, además de que ocupan espacio, y por otra parte los más comunes paneles solares de consumo hogareño que pueden conseguirse en el mercado actual sólo logran operar con una eficiencia que no supera el 20% de su rendimiento.

Por otra parte, uno de los principales inconvenientes que surgen del uso de paneles solares reside en la pequeña cantidad de electricidad que los mismos generan, sobre todo cuando se los compara en relación a su tamaño y al espacio que ocupan.

Tengamos en cuenta que para hacer funcionar una calculadora solar podríamos llegar a necesitar sólo una célula solar, mientras que para poder hacer funcionar un automóvil alimentado por energía solar, el mismo requeriría de varios miles de células solares. Además también influye la colocación de estos paneles, ya que el lugar donde se ubiquen puede ser determinante en el momento de capturar energía solar, porque si el ángulo de los paneles cambia aunque sea ligeramente, la eficiencia puede caer incluso un 50%.

Es importante destacar que en algunos casos existen paneles solares que incluyen en su interior baterías químicas que permiten almacenar el exceso de energía, aunque lo cierto es que esta no es demasiada, por ejemplo cuando se trata de tener que alimentar a un vehículo durante un largo trayecto.

Por otra parte, la luz del sol que proporciona fotones ultravioletas y que debe ser recibida de forma constante por los paneles solares, suele ser también destructiva, lo que en definitiva provoca importantes daños físicos a los paneles solares, los cuales se degradan en poco tiempo, y deben ser reemplazados por paneles nuevos.

En este punto, también debemos tener en cuenta que para que los paneles solares puedan capturar energía solar, es fundamental que los mismos se ubiquen en espacios al aire libre, donde realmente el sol puede enviar sus fotones ultravioletas de forma directa sobre los paneles, por lo cual los mismos suelen estar expuestos a factores climáticos que muchas veces son destructivos, afectando de esta forma la eficiencia y el funcionamiento de los paneles.

Debido a todo ello, lo cierto es que el principal desafío que enfrentan hoy los científicos que trabajan para mejorar este tipo de sistemas se encuentra abocado al desarrollo de paneles solares más eficientes, más pequeños y más duraderos, y que al mismo tiempo puedan disponer de una plataforma más adecuada para el almacenamiento del exceso de energía solar captada durante el día.

Por otra parte, en lo que respecta a los paneles solares del tipo colector solar térmico, los mismos han estado siendo utilizados desde hace muchísimos años. Su funcionamiento básico consiste en colocar agua en un recipiente y dejarlo a la luz del sol todo el tiempo que sea posible. De esta forma, el agua se calentará y puede ser utilizada luego para diversos propósitos.

En la actualidad este tipo de sistema es empleado por muchas personas en todo el mundo para desarrollar un sistema de calefacción hogareña utilizando energía sola, para lo cual el procedimiento es el mismo pero a mayor escala, y luego el agua calentada por la energía solar es distribuida a través de tuberías estratégicamente dispuestas en pisos y paredes, lo que permite que el agua irradie el calor, calefaccionado así los ambientes.