Panel solar para niños

Paneles solares

Un panel solar, también conocido como placa solar o módulo solar, es un aparato especial que captura la energía del sol para que podamos usarla. Hay dos tipos principales de paneles solares: los que calientan agua para nuestras casas (llamados colectores solares térmicos) y los que producen electricidad (llamados paneles fotovoltaicos).

Colector solar térmico: ¿Cómo calienta el agua?

Generación de agua caliente con una instalación solar térmica de circuito cerrado.

Un colector solar térmico usa la energía del sol para calentar un líquido. Este líquido caliente luego transfiere su calor a un tanque donde se guarda el agua caliente.

Existen dos tipos principales de estos equipos:

• Los colectores solares calientan el agua mientras esta pasa por ellos, pero no la guardan. A menudo, se necesita un tanque separado dentro de la casa para almacenar el agua caliente.
• Los termosolares (o termotanques solares) calientan el agua y también la almacenan. Así, puedes tener agua caliente incluso por la noche, cuando el sol ya no brilla. Es una forma sencilla y eficaz de aprovechar la energía solar para el agua caliente de tu hogar.

Panel solar fotovoltaico: ¿Cómo produce electricidad?

Paneles solares en las Islas Cíes (Vigo)

¿Qué son las células fotovoltaicas?

Los paneles fotovoltaicos están hechos de muchas piezas pequeñas llamadas celdas o células fotovoltaicas. Estas células tienen una habilidad increíble: pueden convertir la luz del sol directamente en electricidad.

Esto ocurre gracias a algo llamado el efecto fotovoltaico. Cuando la luz del sol golpea la célula, crea cargas eléctricas positivas y negativas en dos materiales especiales (llamados semiconductores). Esto genera un campo eléctrico que hace que la electricidad fluya.

¿De qué están hechos los paneles solares?

Los materiales más comunes para estas células son el silicio cristalino y el arseniuro de galio. El silicio es más común y económico, ya que se usa mucho en la industria de la electrónica.

Cuando una célula de silicio recibe luz solar directa, puede producir una pequeña cantidad de electricidad. El arseniuro de galio es más eficiente, pero también más caro.

Las células de silicio más usadas se dividen en tres tipos:

• Células de silicio monocristalino: Están hechas de un solo cristal de silicio y tienen un color azul oscuro uniforme. Son muy eficientes.
• Células de silicio policristalino: Están hechas de varios cristales de silicio. Su rendimiento es un poco menor que las monocristalinas y tienen un color azul más intenso.
• Células de silicio amorfo: Son menos eficientes, pero también más baratas. Se usan en aparatos pequeños como relojes o calculadoras.

Para construir un panel solar, estas células se agrupan y se conectan entre sí. Se cubren con una capa de vidrio para protegerlas y se pegan a una base. Las conexiones eléctricas se hacen para que el panel produzca el voltaje necesario. Es importante que el panel no se caliente demasiado, ya que el calor puede reducir su eficiencia.

¿Cómo se construyen los paneles solares?

Las estructuras que sostienen los paneles solares suelen ser de aluminio con tornillos de acero inoxidable. Esto las hace ligeras y duraderas. Estas estructuras se diseñan para que los paneles tengan la mejor posición e inclinación para captar la mayor cantidad de sol.

Generalmente, la estructura incluye ángulos de aluminio, rieles para fijar los paneles, y tornillos especiales para asegurar todo.

¿Para qué se usa la energía solar?

Los paneles solares se usaron por primera vez en la industria aeroespacial. Son la forma más confiable de dar energía a satélites y sondas espaciales que viajan por el Sistema Solar. En el espacio, no hay atmósfera que bloquee la luz del sol, lo que los hace muy eficientes.

En la Tierra, la energía solar se usa para muchas cosas:

• Alimentar aparatos que funcionan solos.
• Dar electricidad a casas o refugios que están lejos de la red eléctrica principal.
• Producir electricidad a gran escala en grandes plantas solares.

La demanda de energías renovables ha crecido mucho, y la fabricación de paneles solares ha mejorado bastante en los últimos años.

Entre 2001 y 2012, la producción de energía solar fotovoltaica creció muchísimo, duplicándose casi cada dos años. En España, en 2020, la energía solar fotovoltaica produjo el 10.6% de toda la electricidad, ¡un récord! Se espera que para 2030, la capacidad instalada en España aumente de 13.4 GW a 39 GW.

También se han usado paneles solares para dar energía a vehículos solares en carreras como el World Solar Challenge en Australia o la Carrera Solar Atacama en América. Muchos barcos y vehículos terrestres los usan para cargar sus baterías sin necesidad de conectarse a la red eléctrica.

Gracias a programas de apoyo y a la posibilidad de que las casas produzcan su propia electricidad (autoconsumo), la energía solar se ha extendido por muchos países. Esto ayuda a reducir la emisión de gases de efecto invernadero, que son malos para el planeta.

¿Quiénes producen más paneles solares?

Parque fotovoltaico en Cariñena, España.

En 2015, los mayores productores de paneles solares en el mundo (medido en MW) fueron:

• Trina Solar (China)
• Canadian Solar (China)
• Jinko Solar (China)
• JA Solar (China)
• Hanwha Q-Cells (Corea del Sur)
• First Solar (EE. UU.)
• Yingli (China)
• SFCE (China)
• ReneSola (China)
• Sunpower (EE. UU.)

Grandes instalaciones de energía solar

Potencia mundial instalada

La potencia de un panel solar se mide en W_p (vatio pico), o en sus múltiplos como kW_p (kilovatio pico) o MW_p (megavatio pico). Esto indica la máxima potencia eléctrica que puede generar bajo condiciones ideales de luz solar.

Al principio, Estados Unidos fue el líder en energía solar hasta 1996. Luego, Japón tomó la delantera, y después Alemania lo superó en 2005. Sin embargo, a principios de 2016, China superó a Alemania y se convirtió en el mayor productor de energía solar fotovoltaica del mundo, con un crecimiento muy rápido. Se espera que China alcance los 150 GW de potencia instalada para 2020.

A finales de 2015, se estimaba que había cerca de 230 GW de potencia solar instalada en todo el mundo.

¿Cuáles son las plantas solares más grandes?

Parque solar Lauingen Energy Park, de 25,7 MW en la Suabia Bávara, Alemania

Parque solar en Waldpolenz, Alemania

Se han construido muchas grandes centrales solares en Europa y en el resto del mundo. A finales de 2016, algunas de las plantas solares más grandes eran:

Proyecto	País	Potencia	Año
Yanchi Solar PV Station	China	1000 MW	2016
Longyangxia Hydro-solar PV Station	China	850 MW	2013-2015
Kamuthi Solar Power Project	India	648 MW	2016
Solar Star	Estados Unidos	579 MW	2015
Desert Sunlight Solar Farm	Estados Unidos	550 MW	2015
Topaz Solar Farm	Estados Unidos	550 MW	2014
Copper Mountain III Solar Facility	Estados Unidos	350 MW	2015
Charanka Solar Park	India	345 MW	2012-2015
Cestas Solar Power Plant	Francia	300 MW	2015
Agua Caliente Solar Project	Estados Unidos	290 MW	2012
Silver State South Solar	Estados Unidos	250 MW	2016
California Valley Solar Ranch	Estados Unidos	250 MW	2013
El Romero	Chile	246 MW	2016
Antelope Valley Solar	Estados Unidos	230 MW	2015
Mount Signal Solar	Estados Unidos	206 MW	2014
Gonghe Industrial Park Phase I	China	200 MW	2013
Golmud Solar Park	China	200 MW	2011
Centinela Solar	Estados Unidos	200 MW	2014
Copper Mountain II Solar Facility	Estados Unidos	195 MW	2013-2015
Solarpark Senftenberg/Schipkau	Alemania	168 MW	2011

¿Cuánto cuestan los paneles solares?

Evolución del precio de las células fotovoltaicas de silicio cristalino (en $/W_p) entre 1977 y 2015 (fuente: Bloomberg New Energy Finance)

El precio de los paneles solares ha bajado mucho con el tiempo. Ahora, en muchos lugares, producir electricidad con energía solar es tan competitivo como usar otras fuentes de energía más tradicionales.

Hasta 2005, el costo era el mayor problema. Sin embargo, el precio del silicio (el material principal) bajó, y los fabricantes empezaron a usar menos material o a buscar otras opciones. A medida que se producen más paneles solares, sus costos bajan aún más. Esto se conoce como "economías de escala". Todas las predicciones indican que los precios seguirán bajando en los próximos años.

El costo de las células solares de silicio cristalino ha disminuido drásticamente, de 76.67 $/W_p en 1977 a aproximadamente 0.36 $/W_p en 2014. Esta tendencia sigue la "ley de Swanson", que dice que los precios de los paneles solares bajan un 20% cada vez que la capacidad de producción de la industria se duplica.

¿Se pueden reciclar los paneles solares?

¡Sí! La mayoría de los paneles solares se pueden reciclar. Gracias a las nuevas tecnologías, se puede recuperar hasta el 95% de algunos materiales especiales y del vidrio. También se recuperan grandes cantidades de metales. Algunas empresas y organizaciones ya están trabajando en la recolección y el reciclaje de paneles cuando terminan su vida útil.

Aquí te explicamos cómo se reciclan los dos tipos más comunes:

• Paneles de silicio: Primero, se quitan los marcos de aluminio y las cajas de conexión. Luego, el panel se tritura y se separan los materiales: vidrio, plásticos y metales. Se puede recuperar más del 80% del peso del panel. El vidrio recuperado se puede usar, por ejemplo, en la industria del aislamiento.
• Paneles de otros materiales: Para paneles que no tienen silicio, se usan técnicas especiales, a veces con baños químicos, para separar los materiales. Por ejemplo, los paneles de teluro de cadmio se trituran y luego se separan sus partes. Este proceso puede recuperar hasta el 90% del vidrio y el 95% de los materiales especiales.

Desde 2010, se celebra una conferencia anual en Europa donde productores, recicladores e investigadores se reúnen para hablar sobre el futuro del reciclaje de paneles solares.

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