Un panell solar és un element de les instal·lacions solars. La seva funció és aprofitar lenergia solar. També se'l pot anomenar mòdul solar.
Hi ha panells solars per a l' energia fotovoltaica i per a l'energia tèrmica. D'aquesta manera, distingim els tipus de panells solars següents:
Els col·lectors solars es fan servir en instal·lacions d'energia solar tèrmica. La seva funció és fer servir la radiació solar per elevar la temperatura d'un fluid caloportador.
Els panells solars fotovoltaics estan formats per un conjunt de cel·les solars que converteixen la llum solar en un corrent elèctric.
En tots dos casos, el seu objectiu és la producció denergia neta mitjançant energies renovables.
Què són els panells solars fotovoltaics?
El panell fotovoltaic està dissenyat per a la producció delectricitat. Els panells estan compostos per petites cel·les solars que converteixen la radiació del Sol en energia elèctrica gràcies a l'efecte fotovoltaic.
Aquest tipus de panell solar està compost per materials semiconductors que normalment són derivats del silici. Els panells es construeixen interposant dues capes de silici on cadascuna està tractada d'una forma especial per generar un camp elèctric.
Quan un fotó de la llum impacta contra aquestes capes, fa saltar un electró d'un àtom de silici. Els electrons solts flueixen en la mateixa direcció generant un corrent elèctric degut al camp elèctric creat.
Els panells solars fotovoltaics generen electricitat en forma de corrent continu i habitualment van companys de convertidors de corrent per obtenir corrent altern.
De quin material són els panells solars?
En general les cel·les solars estan compostes per silici cristal·lí o arsenur de gal·li. Els vidres d'arseniur de gal·li es creen per a aquests usos, mentre que els vidres de silici també es produeixen per al consum de la indústria de la microelectrònica.
Depenent de la configuració del silici de les cel·les solars, les plaques fotovoltaiques es classifiquen en policristal·lines, monocristal·lines i plaques solars de capa fina. Les diferències principals entre elles són el cost i l'eficiència.
Tècnica de construcció d'un panell solar
Una cel·la de silici de 6 cm exposada a una llum directa de 1 AU pot produir un corrent de 0,5 ampers a 0,5 volts. L'arseniur de gal·li és encara més eficient que el silici.
El vidre es talla en petits discos i es poleix per eliminar el perill de tall. Després, s'insereixen els dopants als discos i els controladors metàl·lics es dipositen a cada superfície: un petit connector a la superfície que mira al sol i un connector a l'altra banda.
Els panells solars estan construïts amb aquestes cèl·lules tallades en formes apropiades. A més, estan protegides contra la radiació i altres danys en aplicar una capa de vidre i cimentades sobre un substrat (ja sigui un panell rígid o flexible).
Les connexions elèctriques es realitzen en sèrie-paral·lel per determinar el voltatge de sortida total i han de tenir una capa protectora ha de ser un conductor tèrmic.
Quantes cèl·lules fotovoltaiques té un panell solar?
Tot i que cada cèl·lula fotovoltaica proporciona poca quantitat d'energia, un conjunt de cèl·lules solars pot generar prou energia per ser útil.
Les configuracions més habituals de cèl·lules solars són les següents
Panells solars de 36 cèl·lules: aquest tipus de panell és el més compacte del mercat i l'opció més recomanada en instal·lacions petites aïllades. Les 36 cèl·lules solars per a generen una tensió de sortida de 12 volts.
Panells solars de 60 cèl·lules. Utilitza 60 cèl·lules solars per obtenir una tensió de sortida superior a 24 V.
Panells solars de 72 cèl·lules. Aquest tipus de mòdul fotovoltaic connecta 72 cèl·lules solars per obtenir una tensió superior a 24V i s'utilitzen principalment en instal·lacions de connexió a la xarxa elèctrica.
Què són els col·lectors solars?
Els col·lectors solars formen part de les instal·lacions denergia solar tèrmica.
Aquest tipus de panell solar funcionen fent circular un fluid dins seu. El panell capta lenergia calorífica del sol. Aquest fluid s'escalfa en circular per dins del col·lector.
Tipus de col·lectors solars
Hi ha diferents tipus de col·lectors solars. El seu ús depèn de l'aplicació on s'utilitzarà:
Col·lectors de baixa temperatura: els tipus més habituals són els col·lectors solars plans i els col·lectors de tubs de buit.
Col·lectors d'alta temperatura: normalment són concentradors solars de mirall parabòlic, miralls plans (o lents Fresnel lineals).
Col·lectors de molt alta temperatura utilitzats en centrals solars tèrmiques. Actualment es fa amb camps de miralls plans orientables que dirigeixen la radiació solar a un mateix punt focal.
Per què serveix un panell solar? Exemples d'aplicacions
La instal·lació de panells solars serveix per generar electricitat o generar calor. En tots dos casos, els usos i aplicacions de panells solars són pràcticament il·limitats.
A continuació presentem alguns exemples de plaques solars fotovoltaiques:
En electrònica portàtil, els panells soles sutilitzen per proporcionar electricitat i recarregar bateries de diversos productes electrònics de consum, com per exemple les calculadores.
La càrrega de bateries dels cotxes elèctrics es pot fer mitjançant energia solar. Els cotxes poden portar la seva pròpia placa solar, però és més habitual utilitzar-les a les estacions de càrrega.
Energia per a edificis. Els panells solars de grans dimensions, com els col·lectors solars, s'usen àmpliament en regions tropicals i subtropicals amb una gran quantitat de dies assolellats.
Ús a l'espai. Les bateries solars són una de les principals formes de generar energia elèctrica a les naus espacials. Aquestes bateries funcionen durant molt de temps sense el consum de cap material. Alhora són ecològiques, a diferència de les fonts d'energia nuclear i de radioisòtops.
Les aplicacions principals dels col·lectors solars són:
Obtenir aigua calenta sanitària.
Proporcionar calor per a un sistema de calefacció a un habitatge o un edifici.
Producció d'electricitat a gran escala a centrals tèrmiques de vapor.
