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Probablemente haya visto paneles solares en los tejados de su vecindario, pero ¿sabe cómo funcionan realmente para generar electricidad? En este artículo, echaremos un vistazo a lo que es una célula solar fotovoltaica, la tecnología detrás de un panel solar que hace posible crear energía a partir del sol. Específicamente, examinaremos la ciencia de las células solares de silicio, las células solares que constituyen la gran mayoría de los paneles solares.

Las células solares producen energía en tres pasos

Una célula solar fotovoltaica (FV) funciona en tres pasos generales:

1. La luz se absorbe y suelta electrones
2. Los electrones sueltos fluyen, creando una corriente
3. La corriente se captura y se transfiere a cables

El efecto fotovoltaico es un proceso complicado, pero estos tres pasos son la forma básica en que la energía del sol se convierte en electricidad utilizable mediante células solares en paneles solares.

Las células solares son los bloques de construcción de los paneles solares

Un panel solar se compone de seis componentes diferentes, pero podría decirse que el más importante es la célula fotovoltaica, que en realidad genera electricidad. La conversión de la luz solar en energía eléctrica por una célula solar se denomina «efecto fotovoltaico», por lo que nos referimos a las células solares como «fotovoltaica».»

Las células fotovoltaicas solares generan electricidad absorbiendo la luz solar y utilizando esa energía de luz para crear una corriente eléctrica. Hay muchas células fotovoltaicas dentro de un solo panel solar, y la corriente creada por todas las células juntas suma suficiente electricidad para ayudar a alimentar su hogar. Un panel estándar utilizado en un sistema residencial de techo tendrá 60 celdas unidas entre sí. Las instalaciones solares comerciales a menudo utilizan paneles más grandes con 72 o más células fotovoltaicas.

Tipos de células solares: monocristalino y policristalino

En la actualidad se utilizan dos tipos principales de células solares: monocristalino y policristalino. Si bien hay otras formas de fabricar células solares (por ejemplo, células de película delgada, células orgánicas o perovskitas), las células solares monocristalinas y policristalinas son, con mucho, las opciones residenciales y comerciales más comunes.

Una célula solar monocristalina está hecha de un único cristal del elemento silicio. Por otro lado, las células solares de silicio policristalino se fabrican fundiendo muchos fragmentos de cristales de silicio. Esto nos lleva a dos factores diferenciadores clave entre mono – y poli – células. En términos de eficiencia, las células solares monocristalinas son generalmente más altas que sus contrapartes policristalinas. Esto se debe al uso de un único cristal de silicio alineado, lo que resulta en un flujo más fácil para los electrones generados a través del efecto fotovoltaico. Las células policristalinas tienen fragmentos de silicio alineados en muchas direcciones diferentes, lo que dificulta un poco el flujo de electricidad. Sin embargo, los paneles solares fabricados con células solares policristalinas suelen ser menos costosos que las opciones monocristalinas. Esto se debe a que el proceso de fabricación de una célula policristalina es más simple y requiere menos procesos especializados.

¿Cómo genera electricidad una célula solar de silicio?

Las células solares de silicio, a través del efecto fotovoltaico, absorben la luz solar y generan electricidad que fluye. Este proceso varía según el tipo de tecnología solar, pero hay algunos pasos comunes en todas las células fotovoltaicas solares.

Paso 1: La luz es absorbida por la célula fotovoltaica y suelta electrones

Primero, la luz golpea una célula fotovoltaica y es absorbida por el material semiconductor del que está hecha (generalmente silicio). Esta energía de luz entrante hace que los electrones en el silicio se suelten, lo que eventualmente se convertirá en la electricidad solar que puede usar en su hogar.

Paso 2: Los electrones comienzan a fluir, creando una corriente eléctrica

Hay dos capas de silicio utilizadas en las células fotovoltaicas, y cada una está especialmente tratada, o «dopada», para crear un campo eléctrico, lo que significa que un lado tiene una carga neta positiva y otro tiene una carga neta negativa. Este campo eléctrico hace que los electrones sueltos fluyan en una dirección a través de la célula solar, generando una corriente eléctrica.

Paso 3: La corriente eléctrica se captura y se combina con otras células solares

Una vez que los electrones sueltos generan una corriente eléctrica, las placas metálicas a los lados de cada célula solar recogen esos electrones y los transfieren a cables. En este punto, los electrones pueden fluir como electricidad a través del cableado a un inversor solar y luego en toda su casa.

Muchas células fotovoltaicas juntas producen electricidad solar para su hogar

Una célula fotovoltaica por sí sola no puede producir suficiente electricidad utilizable para más de un pequeño dispositivo electrónico. Para producir la cantidad de energía que un hogar podría necesitar, las células solares se conectan para crear paneles solares, que se instalan en grupos para formar un sistema de energía solar. Un panel solar residencial típico con 60 células fotovoltaicas combinadas podría producir entre 220 y más de 400 vatios de potencia.

Dependiendo de factores como la temperatura, las horas de luz solar y el uso de electricidad, los propietarios necesitarán cantidades variables de paneles solares para producir suficiente energía. En cualquier caso, la instalación de un sistema de paneles solares probablemente incluirá varios cientos de células fotovoltaicas solares que trabajan juntas para generar corriente eléctrica. Puede utilizar la Calculadora Solar de EnergySage para hacerse una idea de los ahorros que podría obtener de una instalación de paneles solares.

Instale paneles solares hoy para comenzar a generar energía a partir del sol

Las células solares fotovoltaicas son los bloques de construcción de los paneles solares, y cualquier propietario puede comenzar a generar electricidad gratuita a partir del sol con una instalación de paneles solares. En el Mercado Solar de EnergySage, puede registrar su propiedad para comenzar a recibir presupuestos de instalación solar de instaladores calificados. Si bien todas las cotizaciones involucran paneles solares hechos de células fotovoltaicas, la salida del panel puede cambiar en función de la calidad del equipo. Si está interesado específicamente en ver presupuestos para paneles solares de alta eficiencia, simplemente deje una nota en su perfil para que los instaladores la vean.