Menu

Panells d'energia
solar fotovoltaica

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Què és un panell solar?

Un panell solar és un element de les instal·lacions solars. La seva funció és aprofitar l'energia solar. També se li pot cridar mòdul solar.

Què és un panell solar?

Hi panells solars per a l' energia fotovoltaica i per a l'energia tèrmica. D'aquesta manera, distingim:

En tots dos casos, el seu objectiu és la producció d'energia mitjançant energies renovables.

Panells fotovoltaics

El panell fotovoltaic està dissenyat per a la producció d'electricitat. S'utilitzen per a instal·lacions fotovoltaiques. Els panells converteixen la radiació del Sol en energia elèctrica gràcies a l'efecte fotovoltaic.

Panell solar

Normalment, aquest tipus de panell solar està compostos per silici. Aprofita l'energia dels fotons presents a la llum per fer saltar un electró del ilici. La suma de diversos electrons provoca un corrent elèctric.

Aquests panells solars generen electricitat en forma de corrent continu. Poden anar amb convertidors de corrent per obtenir corrent altern.

Com funciona un panell fotovoltaic?

Un panell fotovoltaic funciona gràcies a l'efecte fotovoltaic. Quan una cèl·lula fotovoltaica rep la llum solar fa que salti un electró. La suma d'aquests electrons generen un corrent elèctric. L'electricitat.

Materials utilitzats

En general les cèl·lules solars estan compostes per silici cristal·lí o arseniür de gal·li. Els cristalls de arsenur de gal·li es creen per a aquests usos. Els cristalls de silici també es produeixen per al consum de la indústria de la microelectrònica. 

D'acord amb la configuració del ilici les plaques fotovoltaiques poden ser:

  • Els panells solars policristal·lins. El silici policristal·lí té un menor percentatge de conversió, però a un cost reduït.
  • Els panells monocristalins.
  • Les plaques solars de capa fina.

Tècnica de construcció d'un panell solar

Una cel·la de silici de 6 cm exposada a una llum directa d'1 AU pot produir un corrent de 0,5 amperes a 0,5 volts. El arsenur de gal·li és encara més eficient que el silici.

Els jocs de panells solars poden produir electricitat per a llocs aïllats que tenen bona il·luminació.

El cristall es talla en petits discos. Es poleix per eliminar el perill de tall. Els dopants s'insereixen en els discos. Els controladors metàl·lics es dipositen en cada superfície: un petit connector en la superfície que mira a el sol i un connector a l'altre costat.

Els panells solars estan construïts amb aquestes cèl·lules tallades en formes apropiades. Estan protegides contra la radiació i altres danys a l'aplicar una capa de vidre i cimentades sobre un substrat (ja sigui un panell rígid o flexible).

Connexions elèctriques

Les connexions elèctriques es realitzen en sèrie-paral·lel per determinar el voltatge de sortida total.

La capa protectora ha de ser un conductor tèrmic. La cèl·lula entra quan absorbeix l'energia infraroja del sol que no es converteix en energia elèctrica. Com la calor de la cel redueix l'eficiència operativa, és desitjable reduir aquesta calor.

Quantes cèl·lules fotovoltaiques té un panell solar?

Un panell solar és un conjunt de cèl·lules fotovoltaiques. Tot i que cada cèl·lula fotovoltaica proporciona poca quantitat d'energia, un conjunt de cèl·lules solars pot generar suficient energia per a ser útil.

Per rebre la major quantitat d'energia, els panells solars han de dirigir-se directament a el sol.

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 ercat. Uneix 36 cèl·lules solars per obtenir una tensió de sortida de 12V. Recomanables en instal·lacions aïllades petites.
  • 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. S'utilitzen sobretot en instal·lacions de connexió a la xarxa elèctrica.

Col·lectors solars

Panell solarEls col·lectors solars formen part de les instal·lacions d'energia solar tèrmica

La seva funció és aprofitar l' energia caloríficadel sol per escalfar un líquid. Per a això, s'apliquen les lleis de la termodinàmica.

Les aplicacions principals són:

  • Obtenir aigua calenta sanitària.
  • Proporcionar calor per a un sistema de calefacció.
  • Centrals tèrmiques. Producció d'electricitat.

Aquest tipus de panell solar funcionen fent circular un fluid dins d'ell. El panell capta l' energia calorífica del sol. Aquest fluid, s'escalfa a l'circular per dins del ol·lector.

Tipus de col·lectors solars

Hi ha diferents tipus de col·lectors solars. El seu ús depèn de l'aplicació on es va a utilitzar:

  • Col · lectors de baixa temperatura: Col·lector solar pla, Col·lector de tubs de buit.
  • Col · lectors d'alta temperatura: Concentradors solars de mirall parabòlic, miralls plans (o lents Fresnel lineals).
  • Col · lectors de molt alta temperatura. De vegades forn solar. Actualment es fa amb camps de miralls plans orientables.

Factors que afecten l'eficiència de les fotocèl·lules 

Les característiques estructurals de les cèl·lules solars provoquen una disminució en el rendiment dels panells a l'augmentar la temperatura.

L'atenuació parcial del panell provoca una caiguda en el voltatge de sortida. Aquesta atenuació es deu a pèrdues en l'element apagat, que comença a actuar com una càrrega parasitària. Aquest problema pot eliminar instal·lant un bypass en cada fotocèl·lula del panell.

En temps ennuvolat, en absència de llum solar directa, els panells que fan servir lents per concentrar la radiació es tornen poc eficaços. En aquests casos, l'efecte de la lent desapareix.

A partir de les característiques operatives del panell fotovoltaic es pot veure que per aconseguir la màxima eficiència. Per a això, es requereix la selecció correcta de la resistència de càrrega.

Per aquesta raó, els panells solars fotovoltaics no estan connectats directament a la càrrega. Utilitzen un controlador per controlar els sistemes fotovoltaics. El controlador garanteix un funcionament òptim dels panells.

Quina és la vida útil de les plaques solars?

La norma general indica que la vida útil d'un panell solar és de 25 anys. 

Per norma general la potència d'un panell fotovoltaic es redueix un menys d'1% cada any per la degradació de les seves cèl·lules fotovoltaiques. Per tant, la potència d'un panell 25 anys després serà de superior a l'75%.

Els mòduls solars actuals, amb millor tecnologia i millors tècniques de fabricació, tenen una millor encara més resistència.

Per al silici monocristal·lí la taxa de degradació és inferior a l'0.5%. Per panells fabricats abans de 2000, i menys de l'0,4% per a panells fabricats després de 2000.

Això vol dir que un panell fabricat avui hauria de produir 92% del seu poder original després de 20 anys.

No obstant això, amb un manteniment adequat, aquests números es poden millorar.

Per què es degraden els panells solars?

La vida d'una placa solar depèn de la seva degradació. La principal causa de degradació d'un panell solar és el clima.

Els mòduls de silici cristal·lí ubicats en climes extrems mostren taxes més altes de degradació. Per climes molt freds, els panells sotmesos a forts vents i càrregues de neu són els que més pateixen.

D'altra banda, els panells en climes similars instal·lats en una façana, eliminant la càrrega de neu, tenen taxes de degradació molt baixes.

A l'altre extrem, els panells solars en climes desèrtics van exhibir grans baixades en la producció al llarg del temps. Aquesta disminució és a prop de l'1% per any, principalment a causa dels alts nivells d'exposició als raigs ultraviolats.

Els panells en climes més moderats (com el nord dels Estats Units) tenien taxes de degradació tan baixes com 0.2% per any. Aquests panells podrien retenir el 96% de les seves capacitats de producció després de 20 anys.

Estàs pensant en comprar panells solars?

Abans de realitzar una instal·lació de panells solars has de plantejar les següents preguntes:

Tens una teulada que pugui suportar panells solars?

Pot ser que tinguis la teulada coberta d'ombra la major part del dia durant tot l'any. En aquest cas és possible que no tinguis una "finestra solar" prou favorable com per justificar els costos dels panells.

Si tens una teulada amb llum solar adequada per treballar l'estructura ha d'estar bé.

Finalment, imagina el futur del teu jardí. Si la teulada no està obstruït ara, però acabes de plantar un batalló de roures frondosos, podries trobar-se amb problemes uns anys més endavant.

Has fet tot el possible per millorar l'eficiència?

La quantitat d'energia solar que necessita produir depèn de la quantitat que faci servir. Comenceu amb una auditoria energètica. A més, busqui dades sobre eficiència abans d'elaborar plans.

Quin tipus d'energia solar té sentit?

Les dues tecnologies solars dominants per triar són la fotovoltaica i l'energia solar tèrmica.

Una inversió termosolar pot ser adequada per a:

  • Habitatges amb un alt consum de calefacció.
  • Habitatges en què el combustible per a la calefacció és car.

Com es connecta a la xarxa?

Els detalls varien segons el lloc on visqui.

Cada vegada que es connecta amb una empresa de serveis públics, hi ha molta logística que resoldre. Has de pagar una tarifa? Quant de temps triga la utilitat en enganxar-te? Una vegada que estigui connectat, ¿com i quan se li acreditarà l'electricitat que genera?

És fiable el teu instal·lador?

Això s'aplica cada vegada que contractes a algú. L'energia solar combina la logística d'un projecte de millores per a la llar amb els riscos de la feina elèctric. Les credencials i referències són importants.

Exemples d'ús de plaques solars

  • Electrònica portàtil. Per proporcionar electricitat i / o recarregar bateries de diversos productes electrònics de consum.
  • Cotxes elèctrics. Per recarregar cotxes elèctrics.
  • 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 en 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. A el mateix temps són ecològiques, a diferència de les fonts d'energia nuclear i de radioisòtops.

Resum

Un panell solar és un element d'una instal·lació solar. La seva funció és captar la radiació solar i convertir-la en:

  1. Energia elèctrica. Panells fotovoltaics.
  2. Energia tèrmica. Col · lectors solars.

Els panells fotovoltaics poden estar connectats a la xarxa oa una bateria. Les instal·lacions connectades a una bateria són instal·lacions aïllades.

La vida útil dels panells solars és d'uns 25 anys. Aquesta depèn sobretot del anteniment i del clima.

Referències

Autor:

Data de publicació: 16 de juliol de 2015
Última revisió: 17 de maig de 2020