Celdas solares

Las celdas solares o fotovoltaicas son las unidades estructurales de los paneles. Sirven para captar y convertir la energía solar en energía eléctrica utilizable en casas, oficinas, calles, fábricas y más. Las celdas de los paneles pueden estar fabricadas de diferentes materiales. Los elementos y compuestos que se utilizan en mayores proporciones tienen la cualidad de ser semiconductores, como los que se utilizan en la industria de la electrónica, pues conviene que conduzcan energía eléctrica sólo bajo ciertas condiciones; principalmente se hace uso de silicio, arseniuro de galio y boro. El silicio, como ya se mencionó anteriormente, se utiliza por sus propiedades semiconductoras, mientras que el arseniuro se utiliza por ser un compuesto químico de la más alta calidad que es fabricado exclusivamente para su uso fotovoltaico.

Las celdas, ubicadas en los paneles solares, son las encargadas de capturar los electrones liberados y convertirlos en corriente eléctrica. A continuación presentamos una síntesis de cómo funcionan las celdas en términos simples, para facilitar la comprensión del proceso:

Las partículas de luz (conocidas como fotones) entran en contacto con la capa superior de la celda y ésta las absorbe hacia el interior de la estructura. Los fotones entran en contacto con los electrones (partículas atómicas de carga negativa) que se encuentran en una capa intermedia y los liberan hacia las capas conformadas mayoritariamente de silicio. Los electrones fluyen por circuitos metálicos que conectan varias celdas entre sí (formando módulos, que a su vez forman paneles) y posteriormente son dirigidos hacia un convertidor para que puedan ser aprovechados como la energía eléctrica suministrada por las compañías de luz.

Generalmente las celdas funcionan bajo el efecto fotovoltaico, mediante el cual la energía del sol se transforma parcialmente en energía eléctrica. La energía eléctrica producida puede conducir una corriente capaz de alimentar diferentes artefactos y estructuras. Por supuesto, para generar grandes cantidades de energía eléctrica pueden llegar a ser necesarios varios paneles.

La cantidad de energía que puede llegar a producir el panel depende directamente de la cantidad de luz solar que se refleje sobre la celda. Sin embargo, este factor no es controlable por el ser humano porque depende del clima. Por esta razón, mientras más celdas tenga el panel, más energía podrá capturar aunque haya poca luz debido a que los días estén nublados.

Tipos de celdas solares

• En primer lugar se encuentran las celdas amorfas. Este tipo de celdas es utilizado normalmente en los paneles solares pequeños, como los usados en las calculadoras o las lámparas de jardín. Cabe destacar que, aunque este tipo de celdas cada vez se usan más para paneles de mayor tamaño, su capacidad para producir energía es mucho menor que la de los paneles conformados por varias celdas individuales. Esto se debe a que dichos paneles de mayor tamaño están formados únicamente por una celda amorfa, lo cual los pone en desventaja sobre aquellos conformados por varias celdas interconectadas.
• En segundo lugar se encuentran las celdas cristalinas. Este tipo de celdas es que se utiliza interconectando unas con otras para formar un panel. Producen un promedio de 0.5 a 0.6 voltios individualmente, pero al interconectarlas pueden producir cantidades sustanciosas de energía en un solo panel.

Dependiendo el número de celdas solares que tenga el panel, y de cuántos paneles se instalen, es que pueden darse dos posibles situaciones:

1. Puede ocurrir que la energía generada por los paneles sea menor a la cantidad de energía demandada. En caso de que esto suceda, puede ser necesario reevaluar el uso que se da a la energía o contar con una conexión a la red eléctrica de un proveedor para poder abastecer las necesidades energéticas de la casa, oficina, calle, fábrica, etc. De cualquier modo, el consumo de energía obtenida por medios tradicionales se verá reducido de manera sustanciosa y, junto con éste, la factura de cobro del servicio.
2. Puede ocurrir que la energía generada por los paneles sea mayor a la cantidad de energía demandada. En caso de que esto suceda, puede almacenarse la energía puede almacenarse para usarse en el futuro. Si durante un periodo considerable de tiempo es demasiado el sobrante de energía, pueden considerarse otras alternativas como: abarcar más espacios conectados a la misma fuente o empezar a reemplazar máquinas que funcionen con combustibles (como los automóviles) por otras que funcionen con energía eléctrica para aprovecharla.

Ventajas de las celdas solares

• Favorecen al medio ambiente porque disminuyen las emisiones de dióxido de carbono de todos los aparatos y equipos que hagan uso de la energía solar como su fuente principal. Esto es muy importante, ya que los gases liberados tras la quema de combustibles fósiles producen el efecto invernadero y el daño que provocan es prácticamente irreversible. Al disminuir el consumo de energía obtenida a través de la quema de sustancias, se disminuye también la cantidad de gases emitidos y como consecuencia se contribuye menos al empeoramiento del efecto invernadero.
• Adicionalmente, hacen accesible la electricidad para personas que habitan en zonas rurales de difícil acceso donde la energía convencional no llega. Eso permite no sólo que dichas personas puedan hacer uso de aparatos que necesiten de energía eléctrica, sino que evita que en el futuro se deban hacer instalaciones mucho más invasivas de cableado, generadores y transformadores que perjudican al ecosistema.