Cómo funciona una placa solar para producir electricidad?
Las placas solares están hechas de muchos tipos diferentes de cristales de silicio, pero principalmente de silicio cristalino, que se corta en pequeños discos finos, tratada químicamente, que se convierte entonces en fotosensible. Cuando este material se expone a la luz diurna que produce electricidad.
Las placas solares fotovoltaicas trabajar bajo la lluvia?
Sí, el agua no afecta a los paneles solares.
Las placas solares funcionan por la noche?
No, los paneles solares requieren luz del día para el silicio cristalino, que es fotosensible para producir electricidad.
Son ruidosas las placas solares?
No, como los paneles solares no tienen partes mecánicas son 100% silenciosos.
Los paneles solares fotovoltaicos trabajan en el invierno?
Sí, la temperatura no influye en la eficiencia de un panel solar.
Tengo que limpiar mis paneles solares?
Las placas solares fotovoltaicas funcionan más eficientemente cuando están limpias, pero esto no significa que usted deba limpiarlas todas las semanas. Dependiendo de donde vivas se recomienda hacerlo cada 12 meses.
paneles calentadores de agua solares -Preguntas frecuentes
Los paneles solares de agua caliente funciona con mi calefacción central?
Desafortunadamente los
paneles solares térmicos sólo funcionan de manera eficiente durante los meses desde abril a septiembre en el hemisferio norte, después de esto el clima es demasiado frío para producir agua caliente adecuada cuando se requiere.
Hay que cambiar las cañerías para tener un sistema solar de agua caliente?
El único cambio que se requiere es una nueva bicilíndrica en espiral de agua caliente, y menores alteraciones de trabajo de tubería para transferir el calor de los paneles solares de agua caliente en el sistema de agua caliente sanitaria.
Funcionan los calentadores solares los días nublados?
Sí, el calentador de agua solar utiliza colectores térmicos cuando se instalan en el techo. Estos recogen el calor del sol y lo utilizan para calentar el agua.
un sistema solar de agua caliente requiere mantenimiento?
La instalación sólo se requiere el servicio alrededor de cada 4 años o menos. La vida útil del sistema se estima en 25 años y durante este tiempo la bomba o válvula puede necesitar una sustitución, que es un trabajo muy fácil y barato.
Por qué necesitamos la energía solar
Hubo que esperar hasta la década de 1990 para que la energía solar para lograr viabilidad en su uso. La mayor parte de nuestra energía proviene de combustibles fósiles, la combustión de carbón, petróleo y gas natural. Estos combustibles se encuentran atrapados debajo de la corteza de la Tierra y son los restos de las antiguas instalaciones y la materia animal que ha sido presionado durante siglos. Las fuerzas necesarias para atrapar la materia orgánica dentro de la tierra no ocurren todos los días. Esto significa que los combustibles fósiles son una fuente finita que no se reponen a medida que se usa.
Por lo tanto, es importante desarrollar fuentes de energías alternativas, las que son renovables. Antes de los combustibles fósiles, nuestras necesidades energéticas se suplieron principalmente de la quema de madera o de grasa de ballena. Esto provocó una deforestación galopante y casi llevó a muchas especies de ballenas a la extinción. Con la energía renovable, siempre y cuando el uso es menor o igual a la tasa de reposición, la fuente de energía seguirá existiendo indefinidamente.
Las fuentes modernas de energía renovable más importantes son la energía eólica, energía hidroeléctrica y la energía solar. Tanto el viento como la energía hidroeléctrica en realidad son formas derivadas de la energía solar. El viento se genera cuando la luz del sol calienta las diferentes partes de la tierra a velocidades diferentes, causando desequilibrios de presión que se corrigen a través de la circulación del aire. La energía hidroeléctrica se basa en el ciclo del agua del depósito de agua en las cabeceras de los sistemas de nuestros ríos. El ciclo del agua es impulsada por la luz solar de la misma manera que el viento es.
Directamente la producción de electricidad de la luz solar es el camino más corto para la energía a tomar del sol. También es una vía de generación de energía con mucho espacio para crecer. Todos los días la Tierra recibe suficiente energía del sol para satisfacer nuestras necesidades de energía al menos durante los próximos veinte años si sabemos aprovecharla.
Es por eso que los paneles solares son una tecnología tan intrigante. Ellos no son en modo perfecto todavía, pero cada año se están convirtiendo cada vez más eficiente y menos costoso de producir. Tal vez lo más impresionante sea que la instalación solar típica no incluye partes móviles. Eso significa que no hay nada que se descompone o se desgasta a través del movimiento repetido.
Un sistema fotovoltaico normal incluye las placas, también conocidas como paneles solares, inversores solares y cargadores de baterías solares. Las pilas almacenan la energía para su uso de modo que esté disponible incluso durante la noche o cuando está nublado. Estos sistemas pueden ser instalados en las casas, cabañas, e incluso en barcos para aprovechar la energía solar durante su marcha por el mar.
En los sistemas de redes vinculadas, en lugar de batería, los paneles están vinculados a la red eléctrica existente. Cuando se crea más energía de la que se utiliza, el exceso realimenta a la red y la compañía de electricidad la compra. Cuando se utiliza más energía que se crea, la compañía eléctrica suministra la diferencia.
Las posibilidades futuras de la energía solar
Sólo estamos empezando a aprovechar el potencial de la energía fotovoltaica. La investigación actual en las células solares multi-unión se compromete a aumentar en gran medida el ancho de banda de luz utilizable para convertir en electricidad. Cada sustancia tiene una frecuencia específica de iluminación solar que se puede convertir, por capas de varias sustancias diferentes en una celda de unión múltiple se puede cosechar casi todo el espectro visible de luz, en lugar de sólo algunas longitudes de onda.
Otra innovación interesante consiste en la tecnología de película delgada. Actualmente, los paneles de película delgada utilizan mucho menor silicio que los paneles cristalinos regulares. Pero los científicos están desarrollando otros métodos de fabricación.
Cómo trabajan las celdas solares
Usted probablemente ha visto calculadoras con celdas solares, dispositivos que no requieren baterías y en algunos casos, ni siquiera tienen un botón de apagado. Mientras hay suficiente luz , que parece funcionar para siempre. También puede haber visto grandes paneles solares, tal vez de la señalización vial de emergencia, cabinas telefónicas, boyas e incluso en los estacionamientos para alimentar las luces.
A pesar de estos paneles más grandes no son tan comunes como las calculadoras de energía solar, están ahí fuera y no es tan difícil de detectar si usted sabe dónde buscar. De hecho, la energía fotovoltaica -que alguna vez fueron usados casi exclusivamente en el espacio, alimentando los sistemas eléctricos de los satélites ya en 1958 - se están utilizando cada vez más en formas menos exóticas. La tecnología continúa para que aparezca en los nuevos dispositivos todo el tiempo, desde gafas de sol para las estaciones de recarga de vehículos eléctricos.
La esperanza de una "revolución solar" ha estado dando vueltas desde hace décadas - la idea de que algún día todos utilicemos electricidad libre. Esta es una promesa seductora, porque en un día brillante y soleado, los rayos del sol emiten aproximadamente 1.000 vatios de energía por metro cuadrado de la superficie del planeta. Si pudiéramos recoger toda esa energía, fácilmente podría alimentar nuestros hogares y oficinas de forma gratuita.
Células fotovoltaicas: Fotones y electrones
Las células solares que se ven en las calculadoras y los satélites también son llamados celdas fotovoltaicas, que como su nombre lo indica convierten la luz solar directamente en electricidad. Un módulo es un grupo de células conectadas electricamente y envasadas en un bastidor (panel solar), que luego se pueden agrupar en grandes paneles solares.
Las celdas fotovoltaicas están hechas de materiales especiales llamados semiconductores como el silicio, que actualmente se utiliza con mayor frecuencia. Básicamente, cuando la luz incide en la célula, una cierta porción de ella es absorbida dentro del material semiconductor. Esto significa que la energía de la luz absorbida se transfiere al semiconductor. La energía golpea electrones sueltos, lo que les permite circular libremente.
Las células fotovoltaicas también tienen uno o más campos eléctricos que actúa para forzar a los electrones liberados por la absorción de luz a fluir en una dirección determinada. Este flujo de electrones es una corriente eléctrica, y mediante la colocación de contactos metálicos en la parte superior e inferior de la celda fotovoltaica, podemos extraer la corriente para uso externo, por ejemplo para alimentar una calculadora.
Esta corriente, junto con el voltaje de la celda (que es un resultado de su base de campo eléctrico o campos), define el poder (o potencia) que la célula solar puede producir. Ese es el proceso básico, pero no hay realmente mucho más que eso.
la celda de silicio monocristalino
El silicio tiene algunas propiedades químicas especiales, especialmente en su forma cristalina. Un átomo de silicio tiene 14 electrones, dispuestos en tres capas diferentes. Los primeros dos capas-que tienen dos y ocho electrones, respectivamente, son completamente llenas. La capa externa, sin embargo, sólo cuatro electrones. Un átomo de silicio siempre buscará la manera de llenar su última órbita, y para ello, se comparten electrones con cuatro átomos cercanos. Es como si cada átomo se da la mano con sus vecinos, excepto que en este caso, cada átomo tiene cuatro manos unidas a cuatro vecinos. Esto es lo que constituye la estructura cristalina , y que la estructura resulta ser importante para este tipo de célula fotovoltaica.
El único problema es que el silicio cristalino puro es un mal conductor de la electricidad debido a que ninguno de sus electrones son libres de moverse, a diferencia de los electrones en los conductores más óptimas, como el cobre. Para solucionar este problema, el silicio en una célula solar tiene impurezas - otros átomos a propósito mezclados con los átomos de silicio - que cambia la forma de las cosas un poco.
Solemos pensar de impurezas como algo indeseable, pero en este caso, nuestro celular no podría funcionar sin ellos. Considere la posibilidad de silicio con un átomo de fósforo aquí y allá, tal vez uno por cada millón de átomos de silicio. El fósforo tiene cinco electrones en su capa externa, no cuatro. Éste aún víncula con sus átomos de silicio vecinos, pero en cierto sentido, el fósforo tiene un electrón que no tiene a nadie que se dan la mano con el. No forma parte de un enlace, pero hay un protón positivo en el núcleo de fósforo manteniéndolo en su lugar.
Cuando la energía se añade al silicio puro, en forma de calor, por ejemplo, puede causar unos pocos electrones para liberarse de sus ataduras y salir de sus átomos. Un agujero se deja atrás en cada caso. Estos electrones, llamados portadores libres , y luego pasear al azar alrededor de la red cristalina en busca de otro agujero para caer en y llevar a una corriente eléctrica. Sin embargo, hay tan pocos de ellos en silicio puro, que no son muy útiles.
Pero nuestro silicio impuro con los átomos de fósforo mezclado en la historia es diferente. Se necesita mucha menos energía para golpear una suelta de nuestros electrones "extra" de fósforo, ya que no están atados a un lazo con los átomos vecinos. Como resultado, la mayor parte de estos electrones hacen liberarse, y tenemos muchos más portadores libres de lo que tendríamos en el silicio puro. El proceso de agregar impurezas a propósito se llama el dopaje , y cuando dopada con fósforo, el silicio resultante se llama de tipo N ("N" para el negativo) debido a la prevalencia de los electrones libres. N-tipo silicio dopado es un conductor mucho mejor que el silicio puro.
La otra parte de una célula solar típica está dopado con boro del elemento, que tiene sólo tres electrones en su capa exterior en lugar de cuatro, para convertirse en tipo P de silicio. En lugar de tener electrones libres, tipo P ("P" para el positivo) tiene aberturas libres y lleva a lo contrario (positiva).
En la página siguiente, vamos a echar un vistazo más de cerca lo que sucede cuando estas dos sustancias comienzan a interactuar.
Anatomía de una célula solar
Hasta ahora, nuestras dos piezas separadas de silicio eran eléctricamente neutras, la parte interesante empieza cuando los pones juntos. Esto es porque sin un campo eléctrico , la célula no funcionaría; el campo se forma cuando el tipo N y el silicio de tipo P entran en contacto. De repente, los electrones libres en el lado N ver todas las aberturas en el lado P, y hay una loca carrera para llenarlos. No todos los electrones libres de llenar todos los huecos libres? No. Si lo hicieran, entonces el acuerdo en su conjunto no sería muy útil. Sin embargo, justo en la salida , que hacer algo de mezcla y la forma de una barrera, por lo que es más difícil para los electrones en el lado norte para cruzar a la zona P. Finalmente, se alcanza el equilibrio, y tenemos un campo eléctrico que separa los dos lados.
Esto actúa como un campo eléctrico de diodos , lo que permite (e incluso empujar) a los electrones fluir del lado P al lado N, pero no al revés. Es como una colina - los electrones pueden bajar de la colina (al lado N), pero no puede subir (al lado P).
Cuando la luz, en forma de fotones , llega a nuestra célula solar, la energía se rompe pares electrón-hueco. Cada fotón con energía suficiente normalmente liberará exactamente un electrón, resultando en un agujero libre también. Si esto ocurre lo suficientemente cerca del campo eléctrico, o si de electrones libres y el agujero libre de pasar a pasear en su rango de influencia, el campo va a enviar el electrón al lado N y el agujero en el lado P.
Esto provoca una mayor perturbación de la neutralidad eléctrica, y si nos proporcionan una ruta de corriente externa, los electrones fluyen a través de la ruta de acceso a la zona P a unirse con los agujeros que el campo eléctrico enviados allí, haciendo un trabajo para nosotros en el camino. El flujo de electrones proporciona la corriente , y el campo eléctrico de la célula provoca una tensión . Con tanto de corriente y tensión, tenemos potencia , que es el producto de los dos.
Hay unos cuantos más componentes que quedan antes de que realmente podemos usar nuestro celular. Silicio pasa a ser un material muy brillante, que puede enviar fotones rebotando de distancia antes de que hayan hecho su trabajo, por lo que un revestimiento antirreflejo se aplica para reducir esas pérdidas. El paso final es instalar algo que va a proteger a la célula a partir de los elementos - a menudo una placa de cubierta de vidrio . Módulos fotovoltaicos se hacen generalmente mediante la conexión de varias células individuales en forma conjunta para alcanzar niveles útiles de voltaje y corriente, y ponerlos en un marco robusto completo con terminales positivo y negativo.
Cuánta energía la luz del sol absorbe una célula fotovoltaica?
Por desgracia, probablemente no es un montón. En 2006, por ejemplo, los paneles solares más sólo alcanzó niveles de eficiencia de alrededor del 12 al 18 por ciento. El más vanguardista sistema de paneles solares que el año último, musculoso su camino sobre la barrera de larga data por ciento de la industria de los años 40 en la eficiencia de energía solar - el logro de 40.7 por ciento [Fuente: EE.UU. Departamento de Energía ]. Entonces, ¿por que es un reto para sacar el máximo partido de un día soleado?
alimentar una casa con Solar
Cómo abastecer una casa con energía solar? Aunque no es tan simple como golpear algunos módulos en el techo, no es muy difícil de hacer, tampoco.
En primer lugar, no todos los techos tienen la orientación correcta, o ángulo de inclinación para aprovechar al máximo de la dom energía 's. No seguimiento de los sistemas fotovoltaicos en el hemisferio norte lo ideal sería apuntar hacia cierto al sur, a pesar de las orientaciones que se enfrentan en direcciones más orientales y occidentales también pueden funcionar, aunque a costa de sacrificar diversos grados de eficiencia.
Los paneles solares también debe estar inclinado en un ángulo tan cerca de la latitud de la zona como sea posible para absorber la máxima cantidad de energía durante el año. Una orientación diferente y / o la inclinación podría ser utilizado si se desea maximizar la producción de energía para la mañana o la tarde, y / o el verano o en invierno. Por supuesto, los módulos no debe ser la sombra de árboles o edificios cercanos, sin importar la hora del día o la época del año. En un módulo fotovoltaico, si incluso sólo una de sus células es sombreado, la producción de energía puede reducirse significativamente.
Si usted tiene una casa con un sin sombra, orientada hacia el sur del techo, usted necesita decidir lo que el tamaño del sistema que usted necesita. Esto se complica por el hecho de que la energía eléctrica de producción depende del clima, que nunca es completamente predecible, y que su demanda de electricidad también variará. Afortunadamente, estos obstáculos son bastante fáciles de limpiar. Los datos meteorológicos ofrece los niveles medios mensuales de la luz del sol las diferentes áreas geográficas. Esto toma en cuenta las precipitaciones y los días nublados, así como la altitud, humedad y otros factores más sutiles.
Usted debe diseñar para el peor mes, de modo que usted tendrá suficiente electricidad para todo el año. Con esos datos y su demanda medio de la casa (su factura de servicios públicos convenientemente le permite saber la cantidad de energía que utiliza cada mes), hay métodos simples que usted puede utilizar para determinar cuántos módulos fotovoltaicos que usted necesita. También tendrá que decidir sobre un sistema de tensión, que se puede controlar al decidir cuántos módulos de cable en serie.
Es posible que haya adivinado ya un par de problemas que tendremos que resolver. En primer lugar, ¿qué hacemos cuando el sol no brilla?
Los beneficios de la electricidad solar
Reduzca sus facturas de electricidad: la luz del sol es gratis, así que una vez que haya pagado para la instalación inicial de los costes de la electricidad se reducirá.
Se les paga por la electricidad que generan: el gobierno de primas en las tarifas que usted paga por la electricidad que generan, incluso si usted lo usa.
Venta de electricidad a la red: si el sistema está produciendo más electricidad de lo que necesita, o cuando no se puede utilizar, puede vender el excedente a la red. Lea más acerca de las tarifas de alimentación y venta de electricidad.
Cortar su huella de carbono: electricidad solar es de color verde, energía renovable y no emite dióxido de carbono de cualquier nocivos (CO2) y otros contaminantes. Una casa típica de energía solar fotovoltaica podría ahorrar más de una tonelada de CO2 al año - que es más de 30 toneladas durante su vida útil.
Si su sistema es elegible para el feed-En el esquema de arancel podría generar ahorros e ingresos de alrededor de £ 670 por año - se les paga tanto para la electricidad que generan y utilizan, y lo que no use y exportar a la red . Si conoces el tamaño de su sistema, puede obtener una estimación de la medida para su sistema usando nuestra calculadora de energía solar .
* Esto se basa en un sistema de energía solar fotovoltaica 3 kWp elegible para un arancel generación de 21p/kWh. Para más información sobre las tarifas de generación de energía solar fotovoltaica diferentes y cuando se pueda aplicar, consulte los cambios en el Reino Unido del Gobierno para la energía solar fotovoltaica primas en las tarifas - nuevas y propuestas.
Costos, los ahorros y el mantenimiento
Costos
Un sistema de promedio es de 3 kWp y costará alrededor de £ 10.000 (IVA incluido en el 5%). La mayoría de los sistemas domésticos fotovoltaicos coste alrededor de £ 3.000 a £ 3.500 por cada kWp instalado, aunque los sistemas de pequeños cuestan proporcionalmente más. Los costos varían entre los instaladores, por lo que es importante obtener varias cotizaciones.
Otros factores son:
más electricidad que el sistema puede generar, cuanto más cuesta, pero cuanto más se podría ahorrar
sistemas más grandes suelen ser más rentable que los sistemas más pequeños (hasta 4 kWp)
Los paneles fotovoltaicos están por todas partes el mismo precio por kWp, pero las baldosas PV cuestan mucho más que un sistema típico compuesto por paneles
Los paneles integrados en el techo son más caros que los que se sientan en la parte superior.
Ahorros
Un sistema de 3 kWp puede generar más de 2.500 kilovatios hora de electricidad al año - que es en torno a tres cuartas partes de las necesidades de electricidad de un hogar típico-y se ahorrará más de una tonelada de dióxido de carbono cada año,
Si su sistema tiene derecho a la alimentación-En el esquema de arancel podría generar ahorros e ingresos de alrededor de £ 670 por año - se les paga tanto para la electricidad que generan y utilizan, y lo que no use y exportar a la red . Si conoces el tamaño de su sistema, puede obtener una estimación de la medida para su sistema usando nuestra calculadora de energía solar . (Esto se basa en un sistema de energía solar fotovoltaica 3 kWp elegible para un arancel generación de 21p/kWh Para más información sobre las tarifas de generación de energía solar fotovoltaica diferentes y cuando se pueda aplicar, consulte. cambios en el Reino Unido de los gobiernos a la energía solar fotovoltaica en el Feed-Tarifas - nuevas y propuso .)
Mantenimiento
Energía solar fotovoltaica necesita poco mantenimiento - sólo tendrás que mantener los paneles relativamente limpio y asegúrese de que los árboles no empiezan a eclipsar. Los paneles deben durar 25 años o más, pero el inversor es probable que tenga que sustituir algún momento durante este período, a un costo actual de alrededor de £ 1.000.
Los diez productores de energia solar mas iportantes
Los diez principales productores de paneles solares (por los envíos MW) en 2010 fueron los siguientes:
Suntech
First Solar
Sharp Solar
Yingli
Trina Solar
Canadian Solar
Hanwha SolarOne
Sunpower
Corporación de Energía Renovable
Solarworld
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