Funcionamiento de la Energia Solar Existen dos maneras de usar la energía solar, como fuente calorífica para sistemas térmicos solares y como fuente de electricidad para sistemas solares fotovoltaicos. La luz del sol es captada por paneles solares para convertirla en electricidad. Estos paneles están constituidos por conjuntos de células o celdas solares que son las encargadas de convertir la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones). Las células están conectadas entre sí como un circuito en serie para poder incrementar la tensión de salida de la electricidad. También un conjunto de redes de circuito paralelo se conectan para aumentar la capacidad de producción eléctrica que podrá proporcionar el panel. El tipo de corriente eléctrica que se genera por los paneles solares es corriente continua, por este motivo se usa un inversor o convertidor de potencia para transformar la corriente continua en corriente alterna, que es la que se utiliza en las casas, industria y comercios. Las células solares trabajan de esta manera: los fotones, provenientes de la radiación solar, llegan a la superficie de la célula y allí son absorbidos por materiales semiconductores, por ejemplo el silicio. Los fotones impactan a los electrones liberándolos de los átomos a los que pertenecían. De esta forma los electrones inician un proceso donde circulan por el material, y producen la electricidad. En la actualidad las células solares están hechas a base de silicio, material semiconductor muy abundante en el planeta, pero también difícil de extraer y sintetizar, es por este motivo que lo paneles solares son todavía algo caros y difíciles de manejar. Se experimenta al utilizar diversos materiales en la fabricación de células solares como el cobre, galio, indio y selenio y germanio.
Kimera Consulting 2011
Donde el germanio ha mostrado tener mayor eficiencia pero con costo muy elevado. Numerosos investigadores están canalizando sus esfuerzos en las llamadas células solares orgánicas, estas son células que están fabricadas con base en polímeros orgánicos, como ciertos tipos de plástico, que tiene las mismas propiedades de conducción que el silicio pero que pueden ser impresos o adheridos sobre casi cualquier tipo de material. Los paneles solares compuestos por células orgánicas son más económicos de en costo, menos pesados y más fáciles de instalar, aunque presentan el inconveniente de tener aun una muy baja eficiencia.
Panales solares orgánicos ultradelgados La utilización de polímeros puede ser de gran ayuda en el ahorro de energía y captacion de energía solar. Un polímero es una macromoléculas, es decir una molécula más grande de lo normal, son de esta manera porque están conformados por la unión de miles de pequeñas moléculas llamadas monómeros. La mayoría de los polímeros son orgánicos, por ejemplo la seda, el algodón y la lana. La ventaja de
los paneles orgánicos es que permiten precindir de la
utilizacion del silicio que es mas costoso, dificil de conseguir y de sintetizar. El inconveniente de los paneles orgánicos es que aun cuentan con muy poca eficiencia, es reducida la electricidad que generan de acuerdo a la energía que reciben del sol. Los paneles fotovoltaicos tienen una eficiencia de
40%. Los paneles de
polímeros apenas alcanzan un 5% de eficiencia. Los paneles solares a partir de polímeros tienen a favor que pueden ser adheridos como una capa ultradelgada de dos polímeros semiconductores sobre cualquier superficie plástica.
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