¿Cómo funcionan los paneles solares?

Esta es una de las preguntas que más nos hacen a los profesionales de la energía solar, y una de las más buscadas por la red, sin embargo, las respuestas pueden ser muy distintas y esto se debe a que los "paneles solares" se usan como nombre coloquial para referirse al conjunto de diferentes tecnologías. Por tal motivo para contestar a la pregunta ¿cómo funcionan los "paneles solares"?, hay que responderla para cada una de las tecnologías a las que se hace referencia con ese nombre.

La real academia define al panel solar:

"Dispositivo que, junto a otros elementos, aprovecha la radiación solar para generar energía eléctrica o térmica"

https://dpej.rae.es/lema/panel-solar

En este artículo nos enfocaremos en el funcionamiento de los paneles solares, de los componentes que son necesarios para que éstos puedan aprovechar la energía solar y sus aplicaciones más comunes.

¿Como funciona los paneles o módulos solares?

Los paneles solares están compuestos por un grupo de celdas, por lo general de silicio, que son las responsables de convertir la radiación solar en energía eléctrica, desafortunadamente esa energía no se puede utilizar de forma directa en donde la necesitemos, esto se debe a que la energía que generan los paneles cambia constantemente en función de la radiación que reciben, además de producir el mismo tipo de corriente eléctrica que generan las baterías, por poner un ejemplo, que es diferente a la que se suministra por la red eléctrica, por tal motivo, necesitan de otros dispositivos que regulen la energía, la conviertan al mismo tipo de energía que se distribuye por la red eléctrica y en caso de ser necesario almacenarse esa energía. Al conjunto de paneles solares y dispositivos que hacen posible convertir la radiación proveniente del sol en energía eléctrica útil se les llama sistemas fotovoltaicos o también sistemas de paneles solares.

Sistemas de paneles solares

Sistemas de paneles solare interconectados a la red

Los sistemas de paneles solares interconectados a la red tienen la capacidad de utilizar a la red eléctrica de CFE, como sistema de respaldo. De esta forma pueden generan la energía necesaria para las 24 horas del día en las horas de sol, una parte se utiliza de forma inmediata y el excedente se manda a la red eléctrica de CFE en forma de préstamo para poder utilizarla durante la noche o en los momentos en los que no haya suficiente luz solar para generar energía.

Este tipo de sistemas además de paneles solares necesita de un dispositivo que regule la energía generada por los paneles, y la convierta al mismo tipo de energía que es suministrada por la red de CFE y de esta forma poder hacer el intercambio de energía. A este dispositivo se le conoce como inversor para interconexión y este debe contar con las certificaciones mínimas que exija el proveedor de energía eléctrica en el caso de México CFE. También es importante mencionar que la forma en que los inversores de interconexión interactúan con la red eléctrica puede cambiar dependiendo el país, e incluso dentro del mismo país dependiendo de las compañías. Actualmente en México tenemos la gran ventaja de contar con un esquema de cobro que permite utilizar a la CFE como una especie de banco, al cual podemos depositarle energía y retirarla después sin cargo extra, sin embargo, en otros países tienen esquemas de cobro muy distintos y las compañías que suministran la energía no permiten ese intercambio de energía, por eso en México es el mejor momento para instalar paneles solares ya que si se hace el contrato de interconexión ahora, aunque cambien después el esquema de cobro, sólo se hará para los nuevos usuarios.

Sistemas de paneles solare aislados o autónomos

Los sistemas de paneles solares autónomos o aislados a diferencia de los sistemas interconectados están diseñados para lugares donde no se tiene acceso a la red eléctrica, y aunque funcionan de forma similar a los sistemas interconectados, tiene diferencias importantes. Los sistemas autónomos al no tener un sistema de respaldo como lo es la red eléctrica, almacenan la energía extra generada en baterías para poder usarla en los momentos donde no hay suficiente luz solar.

Este tipo de sistemas de paneles solares son más complejos en cuanto a los componentes que lo conforman, debido a que no sólo requiere del inversor, que es el dispositivo encargado de convertir la energía generada por los paneles, sino que también requiere de baterías para almacena esa energía, y otro dispositivo que regule y cargue las baterías, conocido como controlador de carga. Este último, en algunos casos puede estar integrado en los inversores, que además de las baterías pueden utilizar otro sistema de respaldo como un generador eléctrico a gas, por ejemplo. Cabe destacar que este tipo de sistemas es muy versátil, y se puede diseñar tanto para una pequeña casa de campo como para un rancho o para riego de grandes cultivos, por tal motivo su diseño debe ser muy preciso para poder contar con una fuente de energía confiable a un precio razonable.