La tecnología de recolección de energía solar por mucho tiempo ha sido un componente básico de la energía renovable y la electricidad no conectada a la red. No requiere partes móviles, represas en los ríos o la utilización de combustibles fósiles para generar energía. En cambio, la energía solar utiliza interacciones específicas entre las celdas fotovoltaicas de estado sólido y los fotones en la luz para crear un flujo de electrones que convierten la energía del sol en electricidad utilizable.
Tipos de recolección de energía solar
Existen diferentes tipos de técnicas de recolección de energía, como los sistemas solares de calentamiento de agua y las plantas de energía solar concentrada que utilizan sal fundida para hacer girar las turbinas de vapor. Sin embargo, los paneles solares son el método de generación de electricidad más común utilizado en la tecnología de energía residencial, comercial e industrial.
Veamos cuatro componentes fundamentales que se utilizan en la recolección de energía de los paneles solares tradicionales.
1. Celdas fotovoltaicas: donde ocurre toda la magia
La celda fotovoltaica de un panel solar, probablemente el componente más crítico en la tecnología de recolección de energía solar, es donde la luz del sol se convierte en electricidad. Las celdas fotovoltaicas consisten en una multitud de grandes placas solares de semiconductores que, cuando se combinan, crean una gran superficie para que se absorba la energía solar. Estos semiconductores se conectan a una red de pequeños cables que se combinan para formar el circuito de salida del panel solar.
2. Conectores y conductores de paneles solares: flujo de energía seguro y efectivo
Los conectores y conductores son partes vitales de los paneles solares para la recolección y la transferencia de la energía al lugar donde se utiliza, de forma segura y eficiente. Los paneles solares siempre están ubicados en el exterior, lo que requiere la implementación de sólidos conectores que no se corten, desconecten o deterioren al estar en contacto con la humedad, la luz ultravioleta, el viento, el granizo y otros factores de la naturaleza.
Los conectores fotovoltaicos que combinan los paneles solares con el resto de la infraestructura de recolección de energía solar suelen tener un grado de protección IP67 o superior. Esto garantiza que no perderán su rendimiento cuando se expongan a condiciones climáticas extremas. Estos conectores también son capaces de transferir de forma segura altas tensiones de CC, que pueden alcanzar miles de voltios en grandes sistemas fotovoltaicos comerciales.
3. Inversores: los cerebros de los sistemas de energía solar
Dada la naturaleza de la física fotovoltaica, los sistemas de recolección de energía solar de este tipo producen, de manera intrínseca, corriente continua (CC). Sin embargo, debido a que la corriente alterna (CA) es más eficiente, los sistemas de distribución de energía en todo el mundo la utilizan para la transmisión. Por consiguiente, la corriente continua (CC) del sistema de energía solar debe convertirse en corriente alterna (CA) para utilizar los paneles solares fotovoltaicos en conjunto con la red de suministro eléctrica.
Ahí es donde entran los inversores, sin ellos, la energía de los paneles no tiene a dónde ir. Los inversores consisten en varios componentes como resistores, capacitores, transistores, inductores y transformadores. Una gran variedad de tecnologías de inversores solares puede manejar muchas arquitecturas de este tipo conectadas y no conectadas a la red, al variar las configuraciones de tensión para aplicaciones residenciales y comerciales, e incluso inversores que pueden cargar dispositivos de almacenamiento de energía para recolectarla y distribuirla de manera eficiente.
4. Almacenamiento y baterías de energía solar: que permanecen conectados o desconectados de la red
En casi todas las aplicaciones de consumo de energía, el uso de electricidad es intermitente. Una instalación de fabricación utiliza la mayor parte de su energía para alimentar la maquinaria al comienzo de la jornada laboral. Una casa particular utiliza la mayor parte de su energía durante las horas sin luz solar. La energía solar, sin embargo, es mucho más uniforme que estos patrones de consumo de energía.
Por la noche, la recolección de energía solar es mínima, y a la luz del día, es casi constante. Eso significa que la energía se recolecta durante los períodos de baja demanda de electricidad, por lo que estos recursos se deben almacenar. Hay dos métodos actuales para almacenar este exceso de energía: conectado y no conectado a la red. Cuando se está conectado a la red, las configuraciones están acopladas al sistema de una empresa de servicios públicos local. El almacenamiento de energía fuera de la red es un sistema autónomo que se puede lograr de varias maneras, como el uso de una red de baterías. El almacenamiento en red se basa en devolver la electricidad recién recolectada a la infraestructura de la red y venderla de manera eficaz al proveedor de energía, para utilizar sus amplias técnicas de lmacenamiento.
Ventajas de la energía solar
Dada su baja huella de carbono, la energía solar es un método cada vez más eficiente y ampliamente adoptado para generar electricidad. Debido a su creciente capacidad, la innovación en torno a los componentes de la energía solar será vital para optimizar las eficiencias y garantizar un uso más generalizado en casi todos los sectores.