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• Braulio Munguia

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Celdas solares Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente doméstica) y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad.

Los paneles fotovoltaicos: están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, del griego "fotos", luz. Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la energía luminosa produce cargas positiva y negativa en dos semiconductores próximos de diferente tipo, produciendo así un campo eléctrico capaz de generar una corriente.

Los paneles fotovoltaicos, además de producir energía que puede alimentar un red eléctrica terrestre, pueden emplearse en vehículos eléctricos y barcos solares. Lo mejor de estas técnicas se reúne en competiciones como la Solar Splash[1] en América del Norte, o la Frisian Nuon Solar Challenge[2] en Europa.

En 2005 el problema más importante con los paneles fotovoltaicos era el costo, que ha estado bajando hasta 3 o 4 dólares por vatio. El precio, $, del silicio usado para la mayor parte de los paneles ahora está tendiendo a subir. Esto ha hecho que los fabricantes comiencen a utilizar otros materiales y paneles de silicio más delgados para bajar los costes de producción. Debido a economías de escala, los paneles solares se hacen menos costosos según se usen y fabriquen más. A medida que se aumente la producción, los precios continuarán bajando en los próximos años. El área de mayor crecimiento lo forman los sistemas conectados a la red pública (grid tied systems). En los Estados Unidos, con incentivos de los estados, compañías eléctricas y (en 2006 y 2007) del gobierno federal, el crecimiento continuará. Los programas de contadores conectados a red (net metering) permiten a los usuario recibir una compensación por cualquier energía extra que incorpore a la red. La mayor parte de este sistema compra la energía al mismo precio de venta, aunque algunas compañías la compran a un precio cercano a 1/3 de lo que cobran. Como contraste, en Alemania se ha adoptado un sistema extremo de net-metering para incentivar el crecimiento del mercado de las energías renovables, de forma que se paga ocho veces lo que la compañía cobra. Este alto incentivo ha creado una enorme demanda de paneles solares en ese país.

Una lavandería en California, EE. UU., con paneles solares de agua caliente en techo.Artículos principales: Colector solar y Energía solar térmica Un calentador solar de agua usa la energía del Sol para calentar un líquido, el cual transfiere el calor hacia un compartimento de almacenado de calor. En una casa, por ejemplo, el agua caliente sanitaria puede ser calentada y almacenada en un depósito de agua caliente.

Los paneles tienen una placa receptora y tubos por los que circula líquido adheridos a ésta. El receptor (generalmente recubierto con una capa selectivautilizado o almacenado. El líquido calentado es bombeado hacia un aparato intercambiador de energía (una bobina dentro del compartimento de almacenado o un aparato externo) donde deja el calor y luego circula de vuelta hacia el panel para ser recalentado. Esto provee una manera simple y efectiva de transferir y transformar la energía solar. Teoría y construcciónArtículo principal: Panel fotovoltaico Silicio cristalino y Arseniuro de galio son la elección típica de materiales para celdas solares. Los cristales de Arseniuro de galio son creados especialmente para uso fotovoltaico, mientras que los cristales de Silicio están disponibles en lingotes estándar más baratos producidos principalmente para el consumo de la industria microelectrónica. El Silicio policristalino tiene una menor eficacia de conversión, pero también menor coste.

Cuando es expuesto a luz solar directa, una celda de Silicio de 6cm de diámetro puede producir una corriente de alrededor 0,5 amperios a 0,5 voltios (equivalente a un promedio de 90 W/m², en un rango de usualmente 50-150 W/m², dependiendo del brillo solar y la eficacia de la celda). El Arseniuro de Galio es más eficaz que el Silicio, pero también más costoso.

Los lingotes cristalinos son cortados en discos finos como una oblea, pulidos para eliminar posibles daños causados por el corte. Se introducen dopantes (impurezas añadidas para modificar las propiedades conductoras) dentro de las obleas, y se depositan conductores metálicos en cada superficie: una fina rejilla en el lado donde da la luz solar y usualmente una hoja plana en el otro. Los paneles solares son construidos con estas celdas cortadas en forma apropiada. Para protegerlos de daños en la superficie frontal causados por radiación o por el mismo manejo de éstos se los enlaza en una cubierta de vidrio y se cimentan sobre un sustrato (el cual puede ser un panel rígido o una manta blanda). Se realizan conexiones eléctricas en serie-paralelo para determinar el voltaje de salida total. La cimentación y el sustrato deben ser conductores térmicos, ya que las celdas se calientan al absorber la energía infrarroja que no es convertida en electricidad. Debido a que el calentamiento de las

celdas reduce la eficacia de operación es deseable minimizarlo. Los ensamblajes resultantes son llamados paneles solares o grupos solares.

Un panel solar es una colección de celdas solares. Aunque cada celda solar provee una cantidad relativamente pequeña de energía, muchas de estas repartidas en un área grande pueden proveer suficiente energía como para ser útiles. Para obtener la mayor cantidad de energía las celdas solares deben apuntar directamente al sol.

Se dice que si un cuarto de los pavimentos y edificios de las ciudades estadounidenses fueran convertidos en paneles solares incorporados, estos proveerían suficiente energía para esa nación.

Celda Solar GraetzelDe Células de pigmento fotosensible o células Grätzel.La celda solar Graetzel también conocida como célula solar sensibilizada por colorante produce electricidad mediante un principio foto-electro-químico, cambiando la energía luminosa en energía eléctrica. Se trata de una aplicación de la Biónica, cuya función también se denomina celda electroquímica de color.

[editar] ConstrucciónArtículo principal: Electrónica impresa La celda fue inventada por Michael Graetzel en 1991 (EPFL, Lausana, Suiza), pudiendo ser construida con materiales de bajo costo y con un proceso de fabricación extremadamente simple. La estructura de la celda consiste de dos electrodos planos (electrodo compuesto y simple) y un tinte que genera electrones al contacto con la luz. El electrodo simple es

básicamente un vidrio eléctricamente conductor. El electrodo compuesto está construido de nanocristales de dióxido de titanio (nc-TiO2) depositado en vidrio conductor. El valor típico de la distancia entre los electrones es de 20 - 40 µm. Ambos electrodos constan de una superficie interna eléctricamente conductora (ej. FTO - Fluorine doped TinOxide;F:SnO2), cuyo espesor típico es de 0,5 µm.

[editar] PrincipioLa luz solar pasa a través del electrodo simple, y el tinte impregnado en el electrodo compuesto absorbe la luz. Cuando una molécula del tinte absorbe la luz, un electrón pasa a tener un estado excitado y puede saltar desde el tinte a la banda de conducción del TiO2. En el electrodo compuesto, el electrón se difunde desde el TiO2 hacia el vidrio conductor. Desde allí, el electrón es llevado mediante un cable conductor hacia el electrodo simple.

Después de haber perdido un electrón la molécula del tinte se encuentra oxidada, es decir, tiene un electrón menos que antes. La molécula del tinte recupera su estado inicial cuando el electrón es reinyectado a través del electrodo simple. De esta manera el proceso se transforma en un ciclo que genera una corriente eléctrica.

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ntos del trabajo. Los cambios del encapsulado o del ancho del módulo típicamente son más baratos que otros requerimientos de potencia o tamaños poco

Voltaje de Corriente de Vatio Peso Operación(V) Operación(A) (W)

Dimensiones Enrollado

Dimensiones Desenrollado

15.4V

0.30A

5W

0.6 lbs 4 x 4 x 11.5" 11.5 x 21" 0.29 kg 101 x 101 x 292mm 292 x 531mm

P

_cart

15.4V

0.45A

7W

0.60A

10W

0.90A

14W

1.20A

20W

1.35A

21W

R-7 Enrollable Pan ¶¶

P

sales@flexsolarc

R15-600 Enrollab

0.98 lbs 4 x 4 x 14.5" 14.5 x 42" 0.45 kg 101 x 101 x 368mm 368 x 1067mm

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R-14 Enrollable Pa ¶¶

1.90 lbs 4 x 4 x 11.5" 11.5 x 73" 0.88 kg 101 x 101 x 292mm 292 x 1858mm

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15.4V

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1.00 lbs 4 x 4 x 11.5" 11.5 x 38" 0.46 kg 101 x 101 x 292mm 292 x 972mm

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15.4V

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P

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15.4V

R15-300 Enrollab

0.59 lbs 4 x 4 x 14.5" 14.5 x 23" 0.27 kg 101 x 101 x 368mm 368 x 584mm _cart

15.4V

sales@flexsolarc

sales@flexsolarc

1.42 lbs 4 x 4 x 14.5" 14.5 x 61" 0.64 kg 101 x 101 x 368mm 368 x 1543mm

R15-1200 Enrolla

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R-21 Enrollable Pa ¶¶

15.4V

1.80A

28W

1.8 lbs 4 x 4 x 14.5" 14.5 x 80" 0.82 kg 101 x 101 x 368mm 368 x 2025mm

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R-28 Enrollable Pa ¶¶

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