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Algunos números prácticos sobre los paneles fotovoltaicos

La energía solar fotovoltaica, junto con la eólica, son las dos tecnologías renovables que más están contribuyendo a la transición hacia un modelo energético sostenible en el planeta. Los principales países industrializados (China, EEUU, Japón, Alemania, etc.) baten records, un año tras otro, de nueva potencia fotovoltaica instalada.

Todos los sistemas fotovoltaicos, desde los destinados a autoconsumo personal a los grandes huertos solares, están integrados por paneles solares, en cantidades variables, desde unas pocas decenas en el primer caso, hasta varios millones en el segundo. En este post, describo algunas peculiaridades de los paneles.

  1. – ¿Cómo es y cuánta electricidad produce un panel solar?

Un módulo fotovoltaico se construye mediante la conexión eléctrica de células solares con objeto de incrementar la potencia de salida del conjunto, ya que una célula aislada produce una cantidad de potencia pequeña (4 – 4,5 W), de escasa utilidad práctica. El módulo debe protegerse del ambiente y también se debe proteger a sus usuarios de posibles descargas eléctricas.

Los paneles fotovoltaicos comerciales más habituales constan de 60 células (10 × 6) y la cantidad de electricidad que produce depende de tres factores principales: el tamaño del panel, la eficiencia de las células solares que los integran y la cantidad de luz solar que recibe el panel. Desglosaré lo que se puede esperar de un panel solar típico, y daré algunas cifras que permiten comparar su potencia nominal con la potencia que se necesita para hacer funcionar alguno de los dispositivos habituales de uso doméstico, como son las bombillas.

2.- ¿Qué tamaño tienen los paneles solares?

Cuando decimos “panel solar”, de lo que estamos hablando es de un panel fotovoltaico, habitualmente de silicio, en sus formas habituales hoy en día, mono cristalino y poli cristalino. Las dimensiones habituales de un panel comercial son 1,7 metros de alto y un metro de ancho:

tamaño típido de panel fotovoltaico
Tamaño típico de un panel fotovoltaico. Imagen: adaptado de Solar Power Rocks.

En el panel fotovoltaico de la figura anterior, hay 60 cuadrados pequeños, que corresponden a las 60 células solares individuales que lo integran, que están conectadas entre sí mediante un montaje serie por medio de cables muy finos, no visibles. La conexión en serie se debe a que una célula produce muy poca tensión (~0,6 voltios), de manera que para obtener tensiones apreciables es preciso conectar los 60 dispositivos en serie.

Las células están encapsuladas en el panel, que es un conjunto unitario estable y rígido, diseñado para funcionar durante decenas de años. El objetivo clave de encapsular las células solares es protegerlas a ellas y a sus interconexiones de los entornos de trabajo donde se utilizan, generalmente agresivos: viento, lluvia y cambios de temperatura, que pueden ser muy acusados en instalaciones ubicadas en lugares desérticos con altos niveles de irradiación; la temperatura del módulo puede oscilar entre -10ºC durante la noche y cerca de 80ºC en las horas centrales del día.

3.- ¿Cuál es la potencia nominal de un panel solar promedio?

Las dimensiones descritas en el apartado anterior son las típicas de un panel solar desde hace décadas. Lo que ha cambiado a lo largo de los años, debido a la evolución de la tecnología de las células solares, es la potencia del panel, es decir, la capacidad de producir electricidad. La figura muestra cómo ha evolucionado la potencia nominal de un panel desde los años 50 hasta la actualidad:

Evolucion de potencia de paneles fotovoltaicos
Evolución de la potencia de los paneles fotovoltaicos. Imagen: adaptado de Solar Power Rocks.

En la década de 1950, las primeras células solares tenían una eficiencia muy baja, sólo transformaban en energía eléctrica alrededor del 6% de la energía incidente del sol. De esta forma, un panel de esos años no podía hacer funcionar ni siquiera una bombilla de 60 W. Hoy en día, con paneles comerciales con eficiencias en el entorno del 20%, un panel permite alimentar casi cinco de esas bombillas. Con todo, es una potencia pequeña, por lo que se necesitan un gran número de paneles para poder satisfacer el consumo doméstico (en una ubicación localizada en el centro de la Península Ibérica, una instalación típica para cubrir las necesidades de autoconsumo de energía eléctrica necesita utilizar 5-6 paneles por persona).

En la actualidad, un panel solar típico produce alrededor de 270 W de potencia. Eso puede variar según el tamaño y la eficiencia del panel solar que se elija; hay paneles que producen más de 300 W.

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juangomezlujan@gmail.com
juangomezlujan@gmail.com
22/01/2023 13:09

Siempre tuve un interés mayúsculo sobre la electrónica , después de 13 / 14 años de edad ,pude estudiar algunas enseñanzas profesionales náuticas, es mi profesión actual, y estoy tremendamente impresionado cuando utilizo los múltiples equipos electrónicos que utilizamos en navegación marítima, especialmente en sistemas y subsistemas en Seguridad marítima ( GMDSS). YO siempre comento “todo lo que está en el aire se puede coger y se puede usar, claro es que se necesita equipos o sistemas adecuados para ello; “me refiero a las ondas electromagnéticas o impulsos” sinceramente , no sabría decir cuál es su verdadero nombre técnico .

Saludos

Josep Verger
Josep Verger
17/05/2018 08:25

Gracias por lo breve y claro del artículo.
Los actuales precios bajos me hacian creer que se trataba de silicio amorfo.
Las placas chinas del mercado son de silicio cristalino?
Gracias.

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