¿En qué consiste un sistema fotovoltaico?
Datos de rendimiento fotovoltaico © Ingo Bartussek, stock.adobe.com
Los componentes más importantes de un sistema fotovoltaico son las células solares, que se combinan en unidades más grandes, los módulos solares. Dan forma a la apariencia de muchos techos de casas y generalmente consisten en un marco de aluminio en el que están incrustadas las celdas. Un panel de vidrio evita que los componentes sensibles se ensucien sin bloquear la luz solar deseada.
La totalidad de los módulos solares interconectados también se denomina generador solar y genera corriente continua a partir de energía solar. También se requiere un inversor para la conversión a la corriente alterna utilizada en la red pública. Incluso si el propietario de un sistema fotovoltaico desea utilizar la electricidad él mismo, normalmente se inyecta primero en la red eléctrica, desde la que también puede cubrir sus propias necesidades de electricidad.
Sistema fotovoltaico - estructura y componentes, Haga clic en la imagen para ampliarla, imagen ©: Agencia de energías renovables
Un medidor de alimentación y un medidor de consumo separado registran la cantidad de electricidad que fluye. Si se introduce más electricidad de la que se consume, el propietario recibe una remuneración por el exceso de electricidad de su proveedor de energía. Sin embargo, también es posible alimentar la electricidad directamente a la red de la casa y solo transferir el exceso de electricidad a la red eléctrica pública.
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El silicio es el elemento semiconductor de elección para los tipos más comunes de células solares. Sin embargo, los modelos disponibles en el mercado difieren considerablemente en cuanto a su estructura y eficiencia. Las más comunes son las células solares monocristalinas y policristalinas, así como las células solares de película fina.
Estructura de una celda solar
Células solares monocristalinas
Los modelos llamados células solares monocristalinas o monocristalinas se caracterizan por un nivel de eficiencia comparativamente alto. Se fabrican a partir de silicio de alta pureza mediante un proceso complejo y, por tanto, son más caras que otros tipos de células solares. Obtuvieron su nombre del proceso de fabricación específico. Las varillas de silicio de alta pureza con una estructura de cristal regular se cortan en discos. La característica de este tipo de célula solar es la superficie estructurada uniformemente.
Células solares policristalinas o monocristalinas
Células solares policristalinas
Las células solares poli o multicristalinas también están hechas de silicio. El elemento se vierte en bloques y solo se corta después de que se haya enfriado. Durante el proceso de enfriamiento, se desarrollan diferentes formas de cristal, que aseguran la apariencia más clara de estos módulos solares. La producción no es tan cara como la de las células monocristalinas, pero la eficiencia es menor.
Células solares policristalinas o monocristalinas: diferencia
Células solares de película fina
Las células solares de película fina se fabrican de forma diferente a las células solares cristalinas. Aquí, una sustancia fotoactiva se vaporiza sobre una superficie de soporte, es decir, el módulo se produce en una sola pieza. La eficiencia es significativamente menor en comparación con los otros dos tipos de células solares, pero hay grandes ahorros en la producción. Según la Sociedad Alemana de Energía Solar, los módulos de película delgada también son más tolerantes a las sombras y pueden aprovechar mejor la luz débil.
Consejo: se requieren módulos más eficientes o un área más grande; la elección del tipo de celda óptimo depende principalmente del alcance financiero y del espacio disponible. Al tomar su decisión, también debe considerar la situación actual con respecto a la cantidad de fondos fotovoltaicos futuros en discusión, los precios fluctuantes de las materias primas y el estado actual de la investigación.Inversor y alimentador de red
El inversor convierte la corriente continua generada por el generador solar en corriente alterna habitual en la red. Por lo general, es parte de un dispositivo de alimentación de red (NEG) que regula la alimentación de electricidad a la red pública. En la práctica, ambos términos se usan a menudo como sinónimos, aunque un inversor sin un NEG conectado solo tiene sentido para soluciones autónomas que son independientes de la red eléctrica, por ejemplo, cuando se acampa. En términos de su función, el NEG es comparable a la unidad de control en los sistemas solares térmicos.
Inversor explicado
Los costos de un NEG dependen del alcance deseado de servicios y funciones. Sin embargo, los operadores de sistemas fotovoltaicos deben asumir que su vida útil es en la mayoría de los casos considerablemente más corta que la del generador solar. El reemplazo del dispositivo dentro del ciclo de vida del sistema debe incluirse en la planificación, ya que los costos de dichos dispositivos, al menos según el estado en 2015, ascienden a al menos 1500 euros.
Una cifra clave importante para los inversores es la denominada eficiencia. Indica cuánta energía se pierde al convertir la corriente directa a alterna o cuánta electricidad se alimenta a la red pública. Los mejores modelos ahora pueden lograr una eficiencia máxima de más del 99 por ciento.
Consejo: no todos los niveles de eficiencia son iguales. Similar a la especificación de la salida del generador solar en la unidad kWp, esto denota un valor pico que solo se aplica en condiciones muy específicas, que en realidad casi nunca se encontrarán de esta forma. La información que cuantifica el desempeño promedio durante un período de tiempo más largo es más significativa. La denominada "eficiencia europea" refleja el rendimiento real de forma mucho más realista y hace que los modelos de diferentes fabricantes sean fáciles de comparar.mostrador
Los medidores integrados en los dispositivos de suministro de energía generalmente no funcionan exactamente y no son adecuados para la carga formal de electricidad. Se requiere un medidor de consumo calibrado que registre cuánta electricidad se ha extraído de la red pública. Además, otro medidor calibrado monitorea la cantidad de energía solar autogenerada que se ha inyectado a la red pública. Las cantidades se facturan por separado, dependiendo de las condiciones individuales actualmente aplicables. Cuando la energía solar se alimenta a la red interna, se requiere un medidor adicional que mida la cantidad total de energía generada por el sistema fotovoltaico. Estos valores se pueden utilizar posteriormente para calcular cuánta electricidad consumió el propio propietario y cuánta electricidad se introdujo en la red pública.
Los medidores de electricidad son parte de un sistema fotovoltaico