¿Cómo se produce la energía solar?
La energía solar se produce a partir de la luz del sol que recibe los paneles fotovoltaicos. Esto es diferente al sistema de calefacción solar donde la energía del sol se usa para calentar el agua o el aire. La energía solar o energía fotovoltaica es también conocida como electricidad solar, ya que describe la forma en que se genera la electricidad en un panel solar.
Si desea usar la energía solar para generar calor, los sistemas de calefacción solar son mucho más eficientes que la electricidad solar, porque requiere paneles mucho más pequeños para generar la misma cantidad de energía.
¿Cómo se genera la energía solar? – La fuente de la energía Solar
En el centro del sol se genera una intensa actividad nuclear lo cual genera grandes cantidades de radiación, que, a su vez, genera energía de la luz llamada fotones. Estos fotones no tienen masa física propia, pero transportan grandes cantidades de energía.
Los diferentes fotones llevan diferentes longitudes de ondas de luz. Algunos fotones llevarán luz no visible (infrarrojo y ultravioleta), mientras que otros llevarán luz visible (llamada luz blanca).
Con el tiempo, estos fotones salen del centro del sol, pueden tardarse un millón de años para que un fotón salga del núcleo a la superficie. Una vez que alcancen la superficie del sol, estos fotones empiezan a viajar a través del espacio a una velocidad de 1.078 millones de kilómetros por hora para luego llegar a la tierra en lo que tardan como ocho minutos.
En su viaje desde el sol hasta la tierra, los fotones pueden chocar o ser desviados por otras partículas y son destruidas al contacto con cualquier cosa que pueda absorber radiación, generando calor. El cuerpo humano absorbe fotones desde el sol, por eso es que sentimos calor en un día soleado.
Nuestra atmósfera absorbe muchos de estos fotones antes de llegar a la superficie de la tierra. Esa es una de las dos razones del porqué el sol se siente mucho más caliente en el medio del día. Cuando el sol está arriba los fotones tienen que viajar a través de una capa de la atmósfera más delgada para alcanzarnos, en comparación a cuando el sol se está poniendo los fotones tienen que viajar a través de una capa de la atmósfera mucho más gruesa.
Esta también es una de las dos razones del porqué un día soleado en invierno es mucho más frio que un día soleado en verano. En invierno, cuando la ubicación de la tierra esta lejos del sol, los fotones tienen que viajar a través de una capa de la atmósfera más gruesa para alcanzarnos.
La otra razón del porqué el sol es más caliente durante el medio día que cuando el sol se pone, es porque la intensidad de los fotones es mucho más alta en el medio día. Cuando el sol se encuentra bajo en el cielo, estos fotones se extienden en una mayor distancia simplemente por el ángulo de su ubicación en la tierra en relación con el sol.
Los principios de la energía solar
Un panel solar genera electricidad usando el efecto fotovoltaico, un fenómeno descubierto en 1839 cuando Edmon Becquerel, un físico francés, observó que ciertos materiales producían una corriente eléctrica al exponerlos a la luz.
Para crear este efecto se combinan dos capas de material semi-conductor. Una capa tiene que tener un número reducido de electrones. Cuando se exponen a la luz solar, las capas de este material absorben los fotones, esto excita los electrones haciendo que algunos de ellos salten de una capa a otra, generando una carga eléctrica.
El material semi-conductor que se usa para construir una celda solar es el silicio, cortado en láminas muy finas. Algunas de estas laminas son dopadas para contaminarlas, creando así un desequilibrio de electrones en las laminas. Luego las laminas se alinean juntas para formar una celda solar. Las tiras conductoras de metal conectadas a las celdas toman la corriente eléctrica.
Cuando un fotón llega a la celda solar puede hacer una de tres cosas, puede ser absorbido por la celda, puede ser reflejado afuera de la celda o puede pasar a través de la celda.
“ La corriente eléctrica se genera cuando un fotón es absorbido por el silicio.
A mayor cantidad de fotones (mayor intensidad de luz) que son absorbidos por la celda solar, mayor es la corriente generada.
Las celdas solares generan la mayor parte de su electricidad al recibir luz solar directamente. Sin embargo, también generan electricidad en días nublados e incluso algunos sistemas pueden generar cantidades muy pequeñas de electricidad en noches de luna llena.
Normalmente las celdas solares individuales solo generan pequeñas cantidades de energía eléctrica. Para lograr generar cantidades útiles de electricidad, estas celdas se conectan entre sí para crear un módulo solar, también conocido como panel solar, o para ser más precisos, un módulo fotovoltaico.
