Javier calvario Coyotl celdas solares

Javier calvario Coyotl celdas solares
Una celda solar o celda fotovoltaica es un instrumento que genera electricidad directamente de la
luz visible, debido al efecto fotovoltaico.
Para poder generar energía útil, se deben interconectar un cierto número de celdas para formar
un panel solar, también conocido como un módulo fotovoltaico.
Generalmente, la cantidad de poder que se genera con un panel solar es de 12 voltios, los cuales
se pueden utilizar de manera independiente o como conjunto en una red.
El número de celdas solares o el tamaño del panel solar lo determina la cantidad de luz
disponible, y la energía requerida.
La cantidad de energía generada por una celda solar es determinada por la cantidad de luz que cae
directamente sobre ella, lo cual a su vez esta determinado por el clima y la hora del día. En la
mayoría de los casos resulta necesario almacenar la energía generada, para así hacer mejor uso de
las celdas solares.
Es posible conectar una red o arreglo de paneles de energía solar, conformados por celdas solares
o celdas fotovoltaicas, a la red eléctrica para paneles solares cuando la energía requerida es
mayor a la energía generada. Estos costos pueden recuperarse al vender los excedentes de
energía producidos a la compañía eléctrica.
Las celdas solares generalmente esta hechas a base de silicón, el mismo material que se utiliza
para transistores y circuitos integrados. El silicón es tratado para que cuando le llegue la luz, se
liberen los electrones, generando una corriente eléctrica.
Celdas solares amorfas
La tecnología amorfa es comúnmente utilizada en los paneles solares pequeños, como en las
calculadoras y lámparas de jardín, aunque cada vez son más usadas para paneles de mayor
tamaño.
Están conformadas de una película de Silicon depositada sobre otra lámina de materiales como el
acero. El panel se forma de una sola pieza y las celdas individuales no son tan visibles como en
otro tipo de paneles.
La eficiencia de los paneles solares de celdas amorfas no es tan alta como la de aquellos paneles
conformados por celdas solares individuales.
Celdas solares cristalinas
Las celdas solares cristalinas se interconectan unas con otras para formar paneles solares. Cada
celda solar produce un voltaje individual de 0.5 a 0.6 volts, se requieren 36 celdas solares o celdas
fotovoltaicas para producir un circuito abierto de cera de 20 volts. El cual es suficiente para
cargar una batería de 12 volts.
Las celdas solares monocristalina, se cortan de una sola pieza de cristal de silicón, mientras que las
celdas solares policristalinas se hacen a base de múltiples cristales.
Este fenómeno y su teoría, constituyen un pilar de la Mecánica Cuántica, que estudia los
fenómenos a escala atómica (tales como la interacción entre la materia y la luz), pues evidencia,
de manera dramática, la dualidad onda partícula de la luz. Hasta entonces, había teorías que
consideraban la luz como un fenómeno ondulatorio y otras que la consideraban un fenómeno
corpuscular. pero este fenómeno muestra la naturaleza dual de la luz: a veces onda, a veces
partícula.
La radiación incidente sobre la superficie foto sensible puede ser electromagnética (luz infraroja,
visible, ultra violeta, rayos x o gamma), o radiación de partículas cargadas (electrones, protones,
partículas alfa o beta).
La luz incidente sobre la superficie de ciertos materiales (el más usado es el silicio), da lugar a una
corriente de electrones (a veces denominados foto electrones en consideración a su origen).
El flujo de electrones es una corriente continua unipolar (que no cambia de sentido), pero cuya
intensidad es proporcional a la frecuencia (el color) de la luz incidente y es función de la energía de
ligazón de un electrón a su red atómica, siendo este último un parámetro característico del
material.
Una celda solar comercial es un "sandwich" de silicio dopado (mezclado) con fósforo (lado
negativo) y boro (lado eléctricamente positivo).
La figura a continuación ilustra el proceso descrito:
Cuando una celda es expuesta a la luz (se expone el lado negativo), si los fotones que llegan a la
superficie tienen una energía mayor que la necesaria para liberar a un electrón desde la red de la
cual forman parte, surge una corriente de foto electrones. Debe ocurrir que la energía de los
fotones es mayor que la energía de ligazón de los electrones al material, que exista una juntura
semi conductora que impida la recombinación de portadores positivos y negativos y que la vida
media de los portadores permita sostener un flujo de corriente a través de una carga útil.
El silicio es el componente principal de la sílice (combinación de silicio y oxígeno que abunda en la
naturaleza, formando el cuarzo, el cristal de roca, etcétera) de las arenas de las playas. Luego de
depurar el silicio, se fabrican bloques de silicio mono cristalino (depende de las técnicas de
fabricación), de los cuales se obtienen obleas las cuales son dopadas con boro y luego con fósforo.
Provistas de contactos eléctricos adecuados se conectan con otras celdas, dando lugar a los
grandes paneles o módulos solares de uso comercial e industrial (las etapas del proceso se ilustran
en las últimas páginas).
Dependiendo de las técnicas y calidad de fabricación (reflejado en los costos), una celda solar con
un área de unos 12x12 centímetros, puede entregar unos 0.5 voltios y hasta 1 amperios de
corriente eléctrica (una ampolleta de 100 watts, funciona con 220 voltios y casi 0.5 amperios de
corriente). Los paneles son recubiertos con vidrios especiales que pueden resistir el impacto del
granizo, y son enmarcados en una estructura de aluminio, todo lo cual proporciona un soporte
mecánico que facilite su manejo e instalación. Energía Solar
Para asegurar un buen funcionamiento, se debe mantener limpia la superficie del panel, para que
el máximo de luz solar sea aprovechado en el proceso. El rendimiento de celdas solares de más
reciente desarrollo, supera el 30%, comparado con el 15% de muchos generadores eléctricos. Es la
relación costo/beneficio lo que mantiene el uso de paneles solares como una solución que es
considerada sólo cuando resulta más barata que el uso de otras formas de energía. Sin embargo,
aquellos lugares en los cuales no hay acceso al uso de otras energías, el uso de energía solar es
una excelente alternativa.
En Chile la empresa Siemens a través de su división de Energía Solar, ha implementado proyectos
que permiten el uso de artefactos eléctricos domésticos en hogares alejados de las redes de
distribución eléctrica normal. También es posible usar la energía solar y complementar una red de
energía eléctrica convencional. A pesar de que la corriente que proporciona una celda solar es
corriente continua (como la de las pilas), es posible hacer la conversión a corriente alterna, así
como tambi
én es posible almacenar en bancos de
baterías la cosecha de electricidad solar, de modo de aprovecharla por la noche.
Las celdas solares han sido usadas con éxito desde el inicio de la era espacial, como fuentes de
energía para satélites y naves espaciales. También existen robots que funcionan con energía solar,
y muestran un comportamiento fototrópico: buscan la luz y huyen de las sombras.
La energía solar esta a punto de ser nuestro futuro hoy.