¿Qué son los paneles solares? – Células solares fotovoltaicas y generación eléctrica solar térmica

El sol

El sol es una bola de gas caliente que genera suficiente energía en solo una hora para satisfacer fácilmente las necesidades energéticas del planeta Tierra durante todo un año. El desafío es cómo aprovechar toda esa energía. Entonces, el problema que enfrenta el hombre no es la falta de energía; es una falta de formas de capturar la energía existente del sol y convertirla de manera eficiente en energía utilizable que pueda calentar nuestros hogares y proporcionar electricidad. Entonces, supongo que se podría argumentar que no tenemos un problema de energía aquí en la Tierra, tenemos un problema de conversión. En esta lección, veremos algunas de las tecnologías que el hombre ha desarrollado para capturar lo que el sol tiene para ofrecer.

Celdas solares fotovoltaicas

La energía solar es energía que se obtiene del sol, por lo que si piensas en los rayos del sol, notarás que están esparcidos. Para utilizar la energía del sol, necesitamos formas de recolectar y absorber la energía solar. Para ello utilizamos colectores solares. Puede que no te des cuenta, pero probablemente estés usando colectores solares todos los días. Por ejemplo, es muy probable que la calculadora que está sobre su escritorio funcione con energía solar.

Los dispositivos pequeños, como las calculadoras, requieren solo unos pocos vatios de energía y pueden generar esta energía sin la necesidad de baterías, utilizando solo unas pocas células solares fotovoltaicas . Estas pequeñas células a menudo se denominan simplemente “células fotovoltaicas” o “células solares”, y son dispositivos que convierten directamente la luz del sol en electricidad. Entonces, mientras haya luz, estas pequeñas celdas parecen alimentar su calculadora para siempre. Puede recordar el término ‘fotovoltaico’ si recuerda que la palabra ‘foto’ se refiere a la luz y que la palabra ‘voltio’ es una unidad de potencial eléctrico. Por tanto, una célula fotovoltaica convierte la luz en electricidad.

Paneles solares

Si las células fotovoltaicas están conectadas entre sí, tiene un panel solar . Es probable que haya visto paneles solares en los tejados de hogares o empresas, pero también pueden existir como grandes conjuntos en campos abiertos e incluso se pueden encontrar alimentando satélites en el espacio. Las células fotovoltaicas utilizan capas delgadas de un material semiconductor llamado silicio. El silicio es un elemento y puedes encontrarlo en la tabla periódica junto con todos los demás elementos. También es lo que forma la arena.

Cuando las partículas de luz golpean las células fotovoltaicas en un panel solar, los electrones en el átomo de silicio se desprenden y rebotan, lo que inicia una reacción en cadena. Estos electrones se desprenden y se mueven, uno tras otro en un flujo continuo, proporcionando una corriente eléctrica que se puede utilizar para alimentar hogares y lugares de trabajo.

Aprendimos que las células fotovoltaicas convierten directamente la luz del sol en electricidad. Entonces, ¿qué pasa cuando el sol no brilla? Desafortunadamente, cuando no hay luz, los paneles solares no pueden generar electricidad. Por lo tanto, se necesita algún tipo de batería o sistema de energía de respaldo para usar esta energía por la noche o durante los días nublados.

Energía Solar Térmica

También utilizamos energía solar térmica para recolectar energía solar. La tecnología solar térmica crea electricidad indirectamente, a diferencia de la tecnología fotovoltaica que crea directamente electricidad a partir de la luz. La energía solar térmica recoge la luz del sol, que calienta un fluido, como el agua; el vapor resultante se utiliza para hacer funcionar un generador que produce electricidad.

Puede recordar este término si recuerda que la palabra “térmica” se refiere al calor. Esencialmente, la energía solar térmica funciona como un calentador de agua gigante, y esta forma de tecnología solar se encuentra principalmente en lugares muy cálidos donde el sol es confiable.

Las plantas termosolares son capaces de generar cantidades masivas de energía. Estas centrales eléctricas suelen utilizar colectores cilindro-parabólicos , que son los colectores solares térmicos que se utilizan para captar la radiación solar. Estos canales parabólicos tienen la forma de un medio tubo que ves que usan los patinadores y están forrados con espejos. Estos espejos enfocan la luz solar en un punto focal donde el fluido se puede calentar hasta que se convierte en vapor. Este vapor luego hace girar una turbina para la generación de electricidad.

Al igual que las células solares fotovoltaicas, la generación de electricidad solar térmica solo puede ocurrir cuando el sol brilla. Por lo tanto, se requiere un tipo de almacenamiento de energía térmica que permita recolectar y almacenar energía térmica para su uso posterior. Con los sistemas de energía solar térmica, los tanques de almacenamiento de líquidos a alta presión se pueden utilizar para permitir que las plantas almacenen horas de electricidad potencial.

Resumen de la lección

Revisemos. La energía solar, que es energía obtenida del sol, es abundante. Sin embargo, para que este recurso sea utilizado, debe capturarse y convertirse en calor o electricidad. Las células solares fotovoltaicas son dispositivos que convierten directamente la luz del sol en electricidad. Si las células fotovoltaicas están conectadas entre sí, tiene un panel solar . Cuando las partículas de luz golpean los átomos de silicio dentro del panel solar, los electrones se desprenden y fluyen en un patrón continuo para proporcionar una corriente eléctrica.

La energía solar térmica funciona como un calentador de agua gigante para generar electricidad indirectamente. La energía solar térmica recoge la luz del sol, que calienta un fluido, como el agua; el vapor resultante se utiliza para hacer funcionar un generador que genera electricidad. La generación eléctrica solar térmica puede utilizar colectores cilindro-parabólicos , que son colectores solares térmicos que se utilizan para captar la radiación solar. Un gran inconveniente de la energía solar es el hecho de que el sol no brilla de forma constante. Por lo tanto, se requiere un tipo de almacenamiento de energía térmica que permita recolectar y almacenar energía térmica para su uso posterior.

Resultado de aprendizaje

Cuando haya terminado esta lección, debe comprender el uso de la energía solar por las células solares fotovoltaicas que crean electricidad directa y cuando estas células están conectadas, tiene paneles solares que pueden hacer funcionar una casa o negocio. La energía solar térmica es un sistema de almacenamiento que utiliza energía solar para calentar un líquido para crear vapor y hacer funcionar un generador.