Panel solar: del sol a la electricidad

Toca cada paso para aprender como funciona

① el sol
Fotones
de luz
El sol manda paquetitos de energia
El sol no solo manda luz — manda fotones, que son como pequenisimos paquetes de energia viajando a la velocidad de la luz. Cada rayo de sol esta lleno de millones de estos fotones. Cuando un foton llega al panel solar, su energia se transfiere al material del panel y pone en movimiento a los electrones. Sin fotones, no hay electricidad.
La luz del sol tarda unos 8 minutos en recorrer los 150 millones de km que nos separan del sol.
Energia luminosa · fotones
② el panel
vidrio capa N (silicio-) union P-N capa P (silicio+) contacto metalico celda fotovoltaica
Capas de
silicio
Dentro del panel hay capas especiales
Un panel solar esta hecho de silicio, el mismo material que se usa para fabricar los chips de tu celular. El panel tiene dos capas: la capa N (con electrones extra, cargada negativamente) y la capa P (con "huecos" donde faltan electrones, cargada positivamente). Entre ellas hay una zona llamada union P-N, que es donde ocurre la magia cuando llega un foton.
El silicio es uno de los elementos mas abundantes de la Tierra — esta en la arena de la playa.
Celda fotovoltaica · silicio
③ efecto
fotoelectrico
Si electron libre energia → movimiento
Foton choca
con electron
El foton golpea y libera un electron
Cuando un foton del sol llega a la union P-N del panel, choca con un electron del atomo de silicio y le transfiere su energia. Eso es suficiente para arrancar al electron de su lugar y dejarlo libre para moverse. A este fenomeno lo descubrio Albert Einstein en 1905 y se llama efecto fotoelectrico — y le valio el Premio Nobel de Fisica.
Einstein gano el Nobel no por la relatividad, sino por explicar exactamente esto: que la luz puede arrancar electrones de los materiales.
Efecto fotoelectrico · Einstein
④ electrones
en movimiento
panel corriente continua
Flujo de
electrones (CC)
Los electrones forman una corriente
Con miles de millones de electrones liberados al mismo tiempo, todos empiezan a moverse en la misma direccion dentro del panel, gracias a la diferencia entre las capas N y P. Ese movimiento ordenado de electrones es justamente lo que llamamos corriente electrica. Cada celda genera poca electricidad, pero un panel tiene decenas de celdas conectadas, y varios paneles se conectan entre si.
Un panel solar tipico de casa genera entre 300 y 450 watts. Para comparar, un foco LED gasta solo 10 watts.
Corriente continua (CC)
⑤ inversor
CC CA CC CA
CC a CA
corriente alterna
El inversor traduce la electricidad
El panel produce corriente continua (CC): los electrones van siempre en la misma direccion, como el agua de una pila. Pero los enchufes de tu casa usan corriente alterna (CA), que va y viene. El inversor es el aparato que convierte una en otra. Sin el inversor, la electricidad del panel no podria usarse en tus aparatos ni entrar a la red electrica.
El inversor es la caja negra que casi siempre se instala en la pared del cuarto de servicios o el garage. Suena a tecnologia espacial, pero es basicamente electronica avanzada.
Inversor · CC a CA
⑥ red o bateria
bateria o red CFE guardar o compartir
Guardar o
mandar a la red
La electricidad se guarda o se comparte
Una vez convertida a corriente alterna, la electricidad tiene dos destinos posibles. Si tienes baterias en casa, se almacena ahi para usar de noche o cuando no haya sol. Si estas conectado a la red electrica, puedes mandar el exceso de energia a la CFE y ellos te lo descuentan de tu recibo — a eso se le llama medicion neta o net metering. Muchas casas en Merida ya lo hacen.
En Yucatan hay muchos dias soleados al ano, lo que hace que los paneles solares sean muy eficientes comparados con otros estados.
Bateria · red CFE · net metering
⑦ tu hogar
Electricidad
limpia en casa
Energia del sol directo a tus enchufes
Al final del recorrido, la electricidad llega a los enchufes de tu casa a 127 voltios, exactamente igual que si viniera de la CFE, pero sin quemar ningun combustible y sin producir gases contaminantes. El sol es gratis, no se acaba y no contamina. Una instalacion solar en casa puede durar mas de 25 anos funcionando.
Si todos los techos de Merida tuvieran paneles solares, generarian mas electricidad de la que la ciudad necesita — solo con el sol del Yucatan.
127 V · energia limpia · sin CO2
Energia luminosa (fotones) Efecto fotoelectrico (silicio) Corriente continua (CC) Corriente alterna (CA) Almacenamiento / uso final