Panel solar

De Wikipedia
Saltar a navegación Saltar a la gueta
Artículu principal: Enerxía solar
Módulos fotovoltaicos instalaos sobre teyáu
Dos paneles solares térmicos nun teyáu
Dos tipos distintos de paneles solares: fotovoltaicos (enriba) y térmicos (embaxo) instalaos sobre teyáu.

Un panel solar o módulu solar ye un dispositivu que capta la enerxía de la radiación solar pal so aprovechamientu. El términu entiende a los colectores solares, utilizaos usualmente pa producir agua caliente doméstica por aciu enerxía solar térmica, y a los paneles fotovoltaicos, utilizaos pa xenerar eletricidá por aciu enerxía solar fotovoltaica.

Colector solar térmicu[editar | editar la fonte]

Xeneración d'agua caliente con una instalación solar térmica de circuitu zarráu.
Artículu principal: Enerxía solar térmica

Un calentador solar d'agua usa la enerxía del sol pa calecer un líquidu, que tresfier el calor escontra un depósitu acumulador de calor. Nuna casa, por casu, l'agua caliente sanitaria puede calecer y almacenase nun depósitu d'agua caliente.

Los paneles tienen una placa receptora y conductos, xuntaos a ésta, polos que circula líquidu. Esta placa ta xeneralmente recubierta con una capa selectiva de color negru. El líquidu calecíu ye bombiáu escontra un aparatu intercambiador d'enerxía onde dexa'l calor y depués circula de vuelta escontra'l panel pa ser recalentado. Ye una manera simple y efectivo d'aprovechar la enerxía solar.

Panel solar fotovoltaico[editar | editar la fonte]

Paneles solares nes Islles Cíes, (Vigo)
Artículu principal: Enerxía solar fotovoltaica

Descripción[editar | editar la fonte]

Los paneles fotovoltaicos: tán formaos por numberoses celdes que converten la lluz en eletricidá. Les celdes dacuando son llamaes célules fotovoltaicas. Estes celdes dependen del efeutu fotovoltaico pol que la enerxía llumínica produz cargues positiva y negativa en dos semiconductores próximos de distintu tipu, produciendo asina un campu eléctrico capaz de xenerar una corriente.

Los materiales pa celdes solares suelen ser siliciu cristalino o arseniuro de galio. Los cristales de arseniuro de galio fabríquense especialmente pa usu fotovoltaico, ente que los cristales de siliciu tán disponibles en lingotes normalizaos, más baratos, producíos principalmente pal consumu de la industria microelectrónica. El siliciu policristalino tien una menor eficacia de conversión, pero tamién menor costu.

Cuando s'espón a lluz solar directa, una celda de siliciu de 6 cm de diámetru puede producir una corriente d'alredor 0,5 A a 0,5 V (equivalente a un promediu de 90 W/m², nun campu de de normal 50-150 W/m², dependiendo del rellumu solar y la eficencia de la celda). El arseniuro de galio ye más eficaz que'l siliciu, pero tamién más costosu.

Les célules de siliciu más emplegaes nos paneles fotovoltaicos puede estremase en trés subcategorías:

  • Les célules de siliciu monocristalino tán constituyíes por un únicu cristal de siliciu. Esti tipu de célules presenta un color azul escuru uniforme.
  • Les célules de siliciu policristalino (tamién llamáu multicristalino) tán constituyíes por un conxuntu de cristales de siliciu, lo qu'esplica qu'el so rendimientu sía daqué inferior al de les célules monocristalinas. Caracterizar por un color azul más intensu.
  • Les célules de siliciu amorfo. Son menos eficientes que les célules de siliciu cristalino pero tamién más barates. Esti tipu de célules ye, por casu, el que s'emplega n'aplicaciones solares como relóes o calculadoras.

Los lingotes cristalinos cortar en discos finos como una oblea, apolazaos pa esaniciar posibles daños causaos pol corte. Introdúcense dopantes —impureces añedíes pa modificar les propiedaes conductores— nes oblees, y deposítense conductores metálicos en cada superficie: una fina rejilla nel llau onde da la lluz solar y usualmente una fueya plana nel otru. Los paneles solares construyir con estes celdes arrexuntaes en forma apropiada. Pa protexelos de daños, causaos por radiación o pol manexu d'éstos, na superficie frontera cubrir con una cubierta de vidriu y péguense sobre un sustrato —el cual puede ser un panel ríxidu o un cobertor blandu—. Fáense conexones eléctriques en serie paralelu p'afitar el voltaxe total de salida. El pegamento y el sustrato tienen de ser conductores térmicos, una y bones les celdes calecer al absorber la enerxía infrarroxa que nun se convierte n'eletricidá. Por cuenta de que el calentamientu de les celdes amenorga la eficacia d'operación ye deseable embrivilo. Los ensamblaxes resultantes llámense paneles solares.

Estructura[editar | editar la fonte]

Les estructures pa fondiar los paneles solares son xeneralmente de aluminiu con tornillería de aceru inoxidable p'asegurar una máxima llixereza y una mayor durabilidá nel tiempu. Les estructures tienen midíes estándar pa la superficie, orientación y enclín —tantu n'horizontal, como en vertical—.

La estructura suel tar compuesta de ángulus d'aluminiu, carril de fixación, triángulu, torniellos de anclaje (triángulu-ángulu), torniellu allen (xeneralmente de tuerca cuadrada, pa la fixación del módulu) y pinza zeta —pa la fixación del módulu y que les sos dimensiones dependen de la espesura del módulu—.[1]

Usu de la enerxía[editar | editar la fonte]

Deben la so apaición a la industria aeroespacial, y convirtiéronse nel mediu más fiable de suministrar enerxía eléctrica a un satélite o a una sonda nes órbites interiores del Sistema Solar, gracies a la mayor irradiación solar ensin la torga de l'atmósfera y a la so alta relación potencia a pesu.

Nel ámbitu terrestre, esti tipu d'enerxía usar p'alimentar innumberables aparatos autónomos, p'abastecer abelugos o cases aisllaes de la rede eléctrica y pa producir eletricidá a gran escala al traviés de redes de distribución. Por cuenta de la creciente demanda de enerxíes anovables, la fabricación de célules solares ya instalaciones fotovoltaicas avanzó considerablemente nos últimos años.[2] [3]

Operario instalando paneles solares sobre una estructura diseñada al efeuto.

Ente los años 2001 y 2012 producióse una crecedera esponencial de la producción d'enerxía fotovoltaica, doblar aprosimao cada dos años.[4] Si esti enclín sigue, la enerxía fotovoltaica cubriría'l 10 % del consumu enerxéticu mundial en 2018, algamando una producción averada de 2200 TWh,[5] y podría llegar a apurrir el 100 % de les necesidaes enerxétiques actuales en redol al añu 2027.[6]

Esperimentalmente tamién fueron usaos pa dar enerxía a vehículos solares, por casu nel World Solar Challenge al traviés d'Australia o la Carrera Solar Atacama n'América. Munchos barcos[7] [8] y vehículos terrestres usar pa cargar les sos bateríes de forma autónoma, llueñe de la rede eléctrica.

Programes d'incentivos económicos, primero, y darréu sistemes de autoconsumo fotovoltaico y balance netu ensin subsidius, sofitaron la instalación de la fotovoltaica nun gran númberu de países, contribuyendo a evitar la emisión d'una mayor cantidá de gases d'efeutu invernaderu.[9]

Productores de paneles[editar | editar la fonte]

Los diez mayores productores mundiales de paneles fotovoltaicos (por producción en MW) en 2015 fueron:[10]

  1. Trina Solar (China)
  2. Canadian Solar (Canadá)
  3. Jinko Solar (China)
  4. JA Solar (China)
  5. Hanwha Q-Cells (Corea del Sur)
  6. First Solar (EEXX)
  7. Yingli (China)
  8. SFCE (China)
  9. ReneSola (EEXX)
  10. Sunpower (EEXX)

Instalaciones[editar | editar la fonte]

Potencia mundial instalada[editar | editar la fonte]

Error de script: Nun esiste'l módulu «Diagrama».
Potencia fotovoltaica mundial instalada hasta 2016, en gigavatios (GW), espresada por rexón.[11][12]

     Europa      Asia-Pacíficu      América del norte y sur      China      África y Oriente Mediu

     Restu del mundu

La potencia d'un módulu solar midir en Wp (Watt peak, vatiu pico), o más concretamente, nos sos respectivos múltiplos: kWp o MWp. Tratar de la potencia eléctrica xenerada en condiciones estándares pa la incidencia de lluz.

Históricamente, Estaos Xuníos lideró la instalación d'enerxía fotovoltaica dende los sos entamos hasta 1996, cuando la so capacidá instalada algamaba los 77 MW, más que cualesquier otru país hasta la fecha. Nos años posteriores, fueron superaos por Xapón, que caltuvo'l lideralgu hasta que de la mesma Alemaña devasar en 2005, calteniendo'l lideralgu dende entós. A empiezos de 2016, Alemaña averar a los 40 GW instalaos.[13] Sicasí, por eses feches China, unu de los países onde la fotovoltaica ta esperimentando una crecedera más vertixinosa superó a Alemaña, convirtiéndose dende entós nel mayor productor d'enerxía fotovoltaica del mundu.[13] Espérase que multiplique la so potencia instalada actual hasta los 150 GW en 2020.[11][14][15]

A finales de 2015, envalorábase qu'hai instalaos en tol mundu cerca de 230 GW de potencia fotovoltaica.[16]

Grandes plantes[editar | editar la fonte]

Solar park
Parque solar Lauingen Energy Park, de 25,7 MW na Suabia Bávara, Alemaña
Parque solar en Waldpolenz, Alemaña

N'Europa y nel restu del mundu construyéronse un gran númberu de centrales fotovoltaicas a gran escala.[17] A finales de 2016, les plantes fotovoltaicas más grandes del mundu yeren, por esti orde:[17]

Proyeutu País
Potencia
Añu
Yanchi Solar PV Station Bandera de la República Popular China China 1000 MW 2016
Longyangxia Hydro-solar PV Station Bandera de la República Popular China China 850 MW 2013-2015
Kamuthi Solar Power Project Bandera de India India 648 MW 2016
Cortil Star Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 579 MW 2015
Desert Sunlight Solar Farm Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 550 MW 2015
Topaz Solar Farm Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 550 MW 2014
Copper Mountain III Cortil Facility Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 350 MW 2015
Charanka Solar Park Bandera de India India 345 MW 2012-2015
Cestes Solar Power Plant Bandera de Francia Francia 300 MW 2015
Agua Caliente Cortil Project Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 290 MW 2012
Silver State South Solar Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 250 MW 2016
California Valley Solar Ranch Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 250 MW 2013
El Romero Bandera de Chile Chile 246 MW 2016
Antelope Valley Solar Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 230 MW 2015
Mount Signal Solar Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 206 MW 2014
Gonghe Industrial Park Phase I Bandera de la República Popular China China 200 MW 2013
Golmud Solar Park Bandera de la República Popular China China 200 MW 2011
Centinela Solar Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 200 MW 2014
Copper Mountain II Cortil Facility Bandera de Estaos Xuníos d'América Estaos Xuníos 195 MW 2013-2015
Solarpark Senftenberg/Schipkau Bandera d'Alemaña Alemaña 168 MW 2011

Costu de paneles[editar | editar la fonte]

Evolución del preciu de les célules fotovoltaicas de siliciu cristalino (en $/Wp) ente 1977 y 2015 (fonte: Bloomberg New Energy Finance)

El costu de los paneles fotovoltaicos amenorgóse de forma constante desque se fabricaron les primeres célules solares comerciales[18] y el so costu mediu de xeneración eléctrica yá ye competitivu coles fontes d'enerxía convencionales nun creciente númberu de rexones xeográfiques, algamando la paridá de rede.[19][20]

Hasta 2005 el problema más importante colos paneles fotovoltaicos yera'l costo, que taba baxando hasta 3 o 4 $/W. El preciu del siliciu usáu pa la mayor parte de los paneles tuvo un curtiu enclín a l'alza en 2008, lo que fixo que los fabricantes empezaren a utilizar otros materiales y paneles de siliciu más delgáu pa baxar los costos de producción. Por cuenta de economíes d'escala, los paneles solares fáense menos costosos según úsense y fabriquen más. A midida que aumentó la producción, los precios siguieron baxando y toles previsiones indiquen que lo siguirán faciendo nos próximos años.

El costu de les célules solares de siliciu cristalino baxó dende 76,67 $/Wp en 1977 hasta aprosimao 0,36 $/Wp en 2014.[21][22] Esti enclín sigue la llamada «llei de Swanson», una predicción similar a la conocida Llei de Moore, qu'establez que los precios de los módulos solares baxen un 20 % cada vez que se dobla la capacidá de la industria fotovoltaica.[23]

Reciclaje de paneles[editar | editar la fonte]

La mayor parte de los paneles fotovoltaicos pue ser tratada. Gracies a les innovaciones teunolóxiques que se desenvolvieron nos últimos años, puede recuperase hasta'l 95 % de ciertos materiales semiconductores y el vidriu, según grandes cantidaes de metales ferrosos y non ferrosos utilizaos nos módulos.[24] Delles empreses privaes[25] y organizaciones ensin fines d'arriquecimientu, como por casu PV CYCLE na Unión Europea, tán anguaño trabayando nes operaciones de recoyida y reciclaje de paneles a la fin de la so vida útil.

Dos de les soluciones de reciclaje más comunes son:

  • Paneles de siliciu: Los marcos d'aluminiu y les caxes de conexón son esmantelaos manualmente al empiezu del procesu. El panel esmagáyase y les distintes fracciones dixébrense - vidriu, plásticos y metales. Ye posible recuperar más de 80 % del peso entrante y, por casu, el cristal mistu estrayíu ye fácilmente aceptáu pola industria de la espluma de vidriu l'aislamientu. Esti procesu puede ser realizáu polos recicladores de vidriu planu una y bones la morfoloxía y composición d'un panel fotovoltaico ye similar al cristal planu utilizáu na industria de la construcción y del automóvil.
  • Paneles d'otros materiales: Anguaño cuntamos con teunoloxíes específiques pal reciclaje de paneles fotovoltaicos que nun contienen siliciu, dalguna técniques utilicen baños químicos pa dixebrar los distintos materiales semiconductores. Pa los paneles de teluro de cadmiu, el procesu de reciclaje empezar per entartallar el módulu y, darréu, dixebrar les distintes partes. Esti procesu de reciclaje ta diseñáu pa recuperar hasta un 90 % del vidriu y 95 % de los materiales semiconductores.[26] Nos últimos años, delles empreses privaes punxeron en marcha instalaciones de reciclaje a escala comercial.

Dende 2010 celébrase una conferencia añal n'Europa qu'axunta a productores, recicladores ya investigadores p'aldericar el futuru del reciclaje de módulos fotovoltaicos. En 2012 tuvo llugar en Madrid.[27][28]

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. «Anovables online». renovablesonline.es. Consultáu'l 3 de payares de 2015.
  2. «German PV market» (inglés). Solarbuzz.com. Consultáu'l 3 de xunu de 2012.
  3. «Large-Scale, Cheap Solar Electricity» (inglés). Technologyreview.com (23 de xunu de 2006). Consultáu'l 3 de xunu de 2012.
  4. «World Photovoltaic Energy» (inglés) (24 d'agostu de 2011). Consultáu'l 23 de febreru de 2013.
  5. «The exponential growth in solar consumption» (inglés). Financial Times (18 de xunu de 2012). Consultáu'l 17 de setiembre de 2012.
  6. «Climate change non problem, says futurist Ray Kurzweil». The Guardian (21 de febreru de 2011). Consultáu'l 17 de setiembre de 2012.
  7. «Welcome to SOLAR SPLASH» (inglés) (22 d'avientu de 2005).
  8. «Frisian Nuon Solar Challenge» (inglés) (22 d'avientu de 2005).
  9. Renewable Energy Policy Network for the 21st century (REN21), Renewables 2010 Global Status Report, Paris, 2010, pp. 1–80.
  10. «Evolución y perspectives pa la enerxía solar fotovoltaica». Públicu (1 d'abril de 2016). Consultáu'l 2 d'abril de 2016.
  11. 11,0 11,1 «EPIA Global Market Outlook for Photovoltaics 2014-2018» (inglés). Archiváu dende l'orixinal, el 14 de xunetu de 2014. Consultáu'l 31 de mayu de 2016.
  12. «PVMA figures show 75 GW of solar PV was installed in 2016» (inglés). PV Magacín (19 de xineru de 2017). Consultáu'l 22 de xineru de 2017.
  13. 13,0 13,1 «españar-la so-20160118 La solar fotovoltaica vuelve españar el so techu». Enerxíes Anovables (18 de xineru de 2016). Consultáu'l 19 de xineru de 2016.
  14. China Targets 70 Gigawatts of Solar Power to Cut Coal Reliance. Bloomberg News. 16 de mayu de 2014. http://www.bloomberg.com/news/2014-05-16/china-targets-70-gigawatts-of-solar-power-to-cut-coal-reliance.html. Consultáu 'l 3 de mayu de 2015. 
  15. «China’s National Energy Administration: 17.8 GW Of New Solar PV In 2015 (~20% Increase)». CleanTechnica (19 de marzu de 2015).
  16. «GTM Predicts 55 GW Solar PV To Be Installed In 2015» (inglés). Clean Technica (17 de xunu de 2015). Consultáu'l 2 de xineru de 2016.
  17. 17,0 17,1 «Large-scale photovoltaic power plants ranking 1 – 50» (inglés). PV Resources (9 de xineru de 2016). Consultáu'l 2 d'abril de 2016.
  18. Swanson, R. M.. «Photovoltaics Power Up». Science 324. doi:10.1126/science.1169616. PMID 19443773. http://phys.iit.edu/~segre/phys100/science_2009_324_891.pdf. 
  19. «paridá-de-rede-fotovoltaica-yá-empieza-a-ser-una realidá/ L'estudiu PV Grid Parity Monitor pon de manifiestu que la paridá de rede fotovoltaica yá empieza a ser una realidá». solarsostenible.org (9 de payares de 2012). Consultáu'l 3 de payares de 2015.
  20. Álvarez, Clemente (15 d'avientu de 2011). «plaques-fotovoltaicas-son-mas-barates-que-la rede-electrica.html Cuando les plaques fotovoltaicas son más barates que la rede eléctrica». El País. Consultáu'l 3 de payares de 2015.
  21. «Price Quotes». Archiváu dende l'orixinal, el 26 de xunu de 2014. Consultáu'l 26 de xunu de 2014.
  22. «Sunny Uplands: Alternative energy will non longer be alternative» (inglés). The Economist (2012). Consultáu'l 28 d'avientu de 2012.
  23. «Pricing Sunshine» (inglés). The Economist (2012). Consultáu'l 28 d'avientu de 2012.
  24. Llisa Krueger. 1999. «Overview of First Solar's Module Collection and Recycling Program». Brookhaven National Laboratory p. 23. Consultáu'l agostu de 2012.
  25. Karsten Wambach. 1999. «A Voluntary Take Back Scheme and Industrial Recycling of Photovoltaic Modules». Brookhaven National Laboratory p. 37. Consultáu'l agostu de 2012.
  26. Krueger. 1999. p. 12-14
  27. «First Breakthrough In Solar Photovoltaic Module Recycling, Experts Say». European Photovoltaic Industry Association. Consultáu'l ochobre de 2012.
  28. «3rd International Conference on PV Module Recycling». PV CYCLE. Archiváu dende l'orixinal, el 24 de payares de 2015. Consultáu'l ochobre de 2012.

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]



Panel solar