Energía fotovoltaica a nivel doméstico

La energía solar nos permite obtener electricidad y calor de manera totalmente gratuita y renovable. La gran contaminación que asola a nuestro planeta hace cada vez más indispensable que la energía que se consume a nivel doméstico sea de origen renovable.

Además, como hemos comentado, este tipo de energía es gratuita (una vez amortizada la instalación) por lo que podremos evitar, también, los graves problemas derivados de los altos precios que alcanza la energía.

¿Qué es la energía solar?

La energía solar es una fuente de energía renovable que obtenemos a través de la radiación electromagnética del sol. Esta energía se convertirá en calor o electricidad mediante la instalación de paneles solares fotovoltaicos o paneles solares térmicos y se utilizará en nuestra vida diaria.

Solo el 50% de la radiación solar emitida es absorbida por la superficie terrestre y el océano, y el resto se refleja en la atmósfera, las nubes, el suelo y el mar. Este tipo de energía que cae sobre la superficie se llama irradiancia, que se mide en W / m2 y se puede utilizar para generar energía.

Tipos de radiación solar

Radiación solar directa: Es la radiación que nos llega directamente del sol, atraviesa la atmósfera y no se refleja en ninguna superficie. Puede concentrarse y usarse

Radiación solar difusa: Es la radiación que recibe el fenómeno de reflexión solar y refracción solar de la atmósfera y las nubes.

Es la principal fuente de energía de nuestro planeta y emite suficiente energía a la Tierra en un día para satisfacer la demanda mundial de energía durante un año. Además, al contrario que la energía nuclear, la energía mareomotriz y la energía geotérmica, el resto de la energía de nuestro planeta depende directa o indirectamente de ella.

Tipos de energía solar

A medida que la demanda de energía renovable sigue creciendo, la radiación solar se utiliza cada vez más. Sin embargo, de acuerdo con nuestro propósito, nos enfocamos en tres tipos principales de energía solar:

Energía solar fotovoltaica>

Permite convertir la radiación solar en energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Se puede utilizar tanto para instalaciones a gran escala como para instalaciones de paneles solares para uso doméstico.

Energía solar térmica

Se usa para calentar agua, y podemos usarlo para cocinar, calentarnos o ducharnos. Se utiliza comúnmente para fines sanitarios y residenciales.

Energía solar pasiva

Es la más antigua de los tres, y se relaciona con el diseño de la vivienda de una manera que maximiza la retención de calor.

Energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica es la energía eléctrica generada por el efecto fotovoltaico de la radiación solar incidente sobre los paneles fotovoltaicos. Esta energía solar es 100% renovable, lo que nos permite utilizar la energía de forma totalmente gratuita.

El efecto fotoeléctrico que explica el funcionamiento de los paneles solares incluye la emisión de electrones del material cuando la radiación electromagnética (como la radiación solar) incide sobre el material. Estos electrones son absorbidos por otro material, creando una diferencia de potencial, al igual que en una batería, por lo que una vez que se convierten en corriente alterna mediante un inversor solar, se genera corriente continua.

Tipos de instalaciones fotovoltaicas

Instalar paneles solares para uso propio: Están dirigidos a hogares y empresas que quieran ahorrar consumo energético y la potencia instalada no suele superar los 100 kW. Aquí, encontramos la instalación de paneles solares autónomos y aislados conectados a la red.

Plantas de energía fotovoltaica: plantas de producción a gran escala diseñadas para abastecer a poblaciones medianas o grandes. Se necesita espacio suficiente para instalar estas plantas de energía, con una potencia instalada de hasta 1.500 megavatios.

Tipos de paneles solares fotovoltaicos

Los paneles solares están hechos principalmente de silicio. La pureza de este material y el proceso de fabricación marcarán la calidad y el rendimiento de nuestros paneles solares. Podemos encontrar tres tipos principales de paneles solares:

Paneles solares monocristalinos

Su rendimiento se acerca al 24% y el límite teórico es del 25%. El silicio que lo forma tiene una mayor pureza, por lo que nos garantizan un mayor rendimiento, pero al mismo tiempo su costo es mayor.

Paneles solares policristalinos

Debido a la baja pureza de los materiales de construcción, su rendimiento es de aproximadamente el 18%. Aunque el rendimiento es menor que el de un panel monocristalino, la pérdida es menor cuando se trabaja a altas temperaturas.

Paneles solares amorfos

Su rendimiento es solo la mitad que el de los paneles monocristalinos y su rendimiento disminuye más rápidamente con el tiempo. No se recomiendan para uso en hogares o grandes instalaciones.

Componentes principales

 Placas solares

Los paneles solares, también llamados módulos fotovoltaicos, son componentes compuestos por un conjunto de células solares que pueden convertir la radiación solar en energía eléctrica. Los paneles solares se dividen en tres tipos, definidos por la fabricación de las células que los componen, son: silicio cristalino (monocristalino y policristalino) y silicio amorfo.

Inversor solar

El inversor solar se encarga de convertir la corriente continua (energía generada por módulos fotovoltaicos) en corriente alterna. Ya sea conectado a la red o instalado de forma independiente, es un elemento imprescindible en cualquier instalación fotovoltaica. Existen muchos tipos de inversores, que se pueden clasificar según si su instalación está conectada a la red o si se instala de forma independiente.

Baterías solares

Una batería solar es un dispositivo que nos permite almacenar la energía generada por el panel solar para que pueda ser utilizada en días lluviosos o nublados cuando el panel solar no está funcionando. Si tu consumo es elevado por la noche, instalar la batería es fundamental para instalaciones que no están conectadas a la red y conectadas a la red.

Componentes secundarios

Contador bidireccional

Un medidor bidireccional es un dispositivo que calcula la energía que fluye de la red al consumidor (como cualquier otro medidor), pero también calcula la energía que el consumidor inyecta a la red. Este elemento es indispensable en cualquier dispositivo de autoconsumo con excedente, porque la comercializadora te compensará el excedente energético, es decir, la energía generada y no consumida que inyectaste en la red.

Regulador de carga

El regulador de carga es un componente muy importante porque se encarga de adaptar la batería para su funcionamiento normal. Este componente tiene la función de evitar que la batería se cargue y se descargue en exceso, prolongando su vida útil y asegurando que haya suficiente suministro de energía en la batería para evitar su descarga. Existen dos tipos de reguladores: MPPT y PWM, la elección de uno u otro depende de la situación de tu instalación solar y de la finalidad para la que la vayas a utilizar.