Una pregunta que ens fan molts clients és com funciona un panell fotovoltaic. Primer cal aclarir la diferència entre els panells solars tèrmics i els panells solars fotovoltaics:
- el panell solar tèrmic és utilitzat bàsicament per a proporcionar aigua calenta. Té un circuit d’aigua o solució anticongelant que el sol escalfa i acumula aigua calenta sanitària.
- el panell solar fotovoltaic és el que utilitzem per a aconseguir electricitat. L’energia fotovoltaica genera electricitat, de manera que aquests tipus de panells ajuden a reduir el consum elèctric d’una vivenda o empresa, o a subministrar electricitat a llocs on no hi ha connexió a la xarxa elèctrica.
Vist això, podem afirmar que els panells fotovoltaics – també anomenats plaques fotovoltaiques o, més col·loquialment, panells solars – tenen una utilitat molt més àmplia que els panells solars tèrmics, ja que generen energia per a tots els electrodomèstics d’un habitatge o aparells elèctrics en el cas d’altres instal·lacions.
Bàsicament, l’energia fotovoltaica converteix l’energia del sol en electricitat per a casa nostra, la nostra empresa, explotacions agrícoles o ramaderes… o fins i tot vehicles.
Aquest tipus d’energia ha guanyat molt de terreny els últims anys, gràcies a les seves millores en l’eficiència i a un cost d’instal·lació cada cop més accessible.
Abans de fer una instal·lació, però, és imprescindible fer un estudi per a determinar la potència necessària i no posar ni menys ni més panells dels necessaris, per tal de garantir una bona amortització de la instal·lació. A Energi Solar no realitzem cap instal·lació sense aquest estudi previ, que fem de forma totalment gratuïta, per tal d’assegurar-nos de la viabilitat econòmica de cada cas.
A continuació us expliquem amb més detall què són i com funcionen els panells fotovoltaics.
Què és un panell fotovoltaic?
De cèl·lula a camp fotovoltaic
Els panells fotovoltaics estan formats per un conjunt de cèl·lules fotovoltaiques. Aquestes cèl·lules són de tamany petit, generen una mitjana d’uns 0,5 volts, però quan es connecten en sèrie en forma de panell o placa, augmenten el seu voltatge, potència i eficiència.
Les cèl·lules fotovoltaiques són extremadament primes, el seu gruix pot variar des dels 0,25 als 0,35 mil·límetres i tenen una superfície amb un promig de 10 x 10 centímetres, o 100 centímetres quadrats.
El material semiconductor del que estan fetes és similar al que trobem en el xip d’un ordinador i té la propietat de generar un camp elèctric induït a partir de l’energia solar.
El seu propòsit principal és captar l’energia provinent del sol i convertir-la en energia elèctrica aprofitable. Aquest fenòmen és conegut com a principi o efecte fotoelèctric. Més endavant expliquem en termes senzills el seu funcionament.
La unió de diferents cèl·lules forma un panell solar fotovoltaic. Els panells més habituals solen estar formats per unes 60 o 72 cèl·lules. Els de 60 cèl·lules medeixen uns 100 x 160 cm i tenen una potència d’entre 250 i 330 watts. Els de 72 cèl·lules medeixen uns 100 x 200 cm i tenen una potència d’entre 350 i 400 watts.
Connectant tots els panells entre sí, anem sumant potència fins aconseguir la destijada. Així formarem un camp fotovoltaic, que ens proporcionarà l’energia elèctrica que necessitarem per a casa nostra, la nostra empresa o la nostra explotació agrícola o ramadera.
A efectes il·lustratius:
Com funciona un panell solar fotovoltaic? Una explicació més tècnica!
La cèl·lula fotovoltaica opera sota el principi fotoelèctric. Està formada per un material semiconductor que pot ser silicona o silici cristal·lí, podent-los intercalar en capes amb elements com bor i fòsfor.
Recordem que la llum del Sol està formada per partícules atòmiques anomenades fotons, que són les mateixes que activen la fotosíntesis a les plantes a partir de les fulles.
Sense ser massa tècnics, els fotons exciten la capa superior del material semiconductor, ja sigui monocristal·lí, policristal·lí o amorf.
A la capa superior del material semiconductor predomina una “càrrega negativa”, ja que està carregada amb electrons de més (e–). Per la seva part, la capa interior de la cèl·lula té un dèficit d’electrons i està carregada positivament.
Quan els fotons colpegen el semiconductor en la part superior, aquests electrons de més s’exciten, i es veuen induïts a moure’s cap a la capa positiva inferior.
Una resistència s’imposarà entre les dues capes i els electrons es mouran en cicles al voltant de la cèl·lula. El moviment i la resistència a aquest moviment provocaran una corrent elèctrica (I).
La corrent generada és transportada per un material conductor cap a un inversor general o “micro-inversor”, segons com sigui la configuració del sistema; ja que la corrent que es crea és corrent contínua (CC).
La CC és transformada per l’inversor en corrent alterna (CA), viable per a l’ús domèstic o comercial.
Es necessita escalfor o alta temperatura per a que el panell fotovoltaic funcioni?
Hem de deixar enrere aquest mite…
No es necessita una elevada temperatura o un temps calorós per a que la instal·lació fotovoltaica funcioni adequadament.
No és la temperatura de l’ambient la que activa la cèl·lula fotovoltaica, sinó el feix de llum solar, de fet, els panells tenen un bon funcionament en climes freds o temperats.
Tot el que el panell fotovoltaic necessita per al seu funcionament és la il·luminació o radiació del sol. Està clar que aquesta il·luminació canvia en dies ennuvolats, plujosos o en certes èpoques de l’any. L’experiència determina que en un dia ennuvolat el panell funciona aproximadament a un 50% de la seva potència. A Energi Solar podem oferir una tecnologia que utilitza panells d’alt rendiment (juntament amb altres components de la instal·lació, ja que la instal·lació no són només els panells. garantia de producte) que donen més producció que els estàndards del mercat per aprofitar més bé l’energia de dies ennuvolats en els que els panells reben menys radiació.
Quins tipus de panells fotovoltaics hi ha?
Els tipus de panells fotovoltaics dependran de la forma del material semiconductor que conté la cèl·lula, específicament de la constitució del cristall de sílice que les composa.
Hi ha una gran varietat de panells fotovoltaics, però els més comuns comercialment i d’ús domèstic són tres:
- Monocristal·lí
- Policristal·lí
- De silici amorf o de capa fina
Parlem una mica de cadascun:
Panells solars monocristal·lins (Mono-Si)
Les cèl·lules monocristal·lines són les més eficients i, també, les més costoses.
Aquest tipus de cèl·lula té un color fosc uniforme i una vora lleugerament arrodonida.
Pel que fa al material semiconductor, està compost per silici d’elevada puresa que es solidifica a temperatures homogènies en un procés de fabricació elaborat i costós.
Els electrons es mouran amb més llibertat, atorgant a les cèl·lules una major eficiència energètica.
El seu rendiment energètic pot ser de fins a un 20%, resultant ideals per a un ús comercial, a més, tenen una major vida útil.
Panells solars policristal·lins (p-Si)
Les plaques solars p-Si estan formades per cristalls de sílice orientats de diferents maneres.
Tenen un procés de fabricació menys exigent. La seva matèria prima fonamental és el “silici brut”, que resulta de baix cost però, a la vegada, de menor eficiència.
Tenen un color blau clapejat heterogeni i una vora rústica.
El rendiment energètic d’un panell solar policristalí pot arribar a un 15%.
Solen ser sensibles a temperatures elevades i tendeixen a una menor vida útil respecte als Mono-Si.
Panells solars de cristal amorf (A-Si)
També anomenats plaques solars de capa fina de silici amorf.
Si has fet servir una calculadora de butxaca tipus “auto-power off” ja has tingut aquest tipus de cèl·lula a les mans.
Són les cèl·lules fotovoltaiques més econòmiques del mercat, de material flexible i de producció molt fàcil en termes comparatius.
El seu rendiment energètic arriba escassament a un 10% i tenen una garantia i vida útil molt limitada, el que les està deixant fora del mercat.
Quines garanties tenen els panells fotovoltaics?
Gairebé totes les marques de panells solars ofereixen garanties de rendiment en potència de fins a 25 anys i defectes de fabricació de 10 anys, però poques cases fabricants tenen aquesta trajectòria.
A Energi Solar solem treballar amb marques com SunPower i Panasonic, per l’alt rendiment dels seus panells i garanties de 25 anys en rendiment de potència i també 25 anys en defectes de fabricació. Aquestes marques tenen certificacions, trajectòria i qualitat que asseguren un altíssim grau de confiabilitat i durabilitat en els seus dispositius.
Per finalitzar…
Les plaques fotovoltaiques generen una energia neta i ecològica, amb un promig de vida útil de més de 30 anys.
L’energia del Sol està al nostre abast i és gratis, com l’aire!
L’energia fotovoltaica és una solució respectuosa amb el medi ambient i cada cop més accessible que ens permet aprofitar aquest recurs.
A Energi Solar t’ajudarem a trobar la solució ideal per a tu!