PANEL FOTOTÉRMICO

Los paneles o módulos fotovoltaicos (llamados comúnmente paneles solares, aunque esta denominación abarca otros dispositivos) están formados por un conjunto de celdas (células fotovoltaicas) que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos (energía solar fotovoltaica). El parámetro estandarizado para clasificar su potencia se denomina potencia pico, y se corresponde con la potencia máxima que el módulo puede entregar bajo unas condiciones estandarizadas, que son:

Radiación de 1000 W/m² Temperatura de célula de 25 °C (no temperatura ambiente).

Los paneles fotovoltaicos se dividen en:

Cristalinas o Monocristalinas: se componen de secciones de un único cristal de

silicio (Si) (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4 lados cortos, si se puede apreciar en la imagen, se aprecia que son curvos, debido a que es una célula circular recortada).

o Policristalinas: cuando están formadas por pequeñas partículas cristalizadas.

Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado.

Su efectividad es mayor cuanto mayores son los cristales, pero también su peso, grosor y coste. El rendimiento de las primeras puede alcanzar el 20% mientras que el de las últimas puede no llegar al 10%, sin embargo su coste y peso es muy inferior.

El coste de los paneles fotovoltaicos se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales y su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red.

Lista de aplicaciones de paneles fotovoltaicos

Paneles solares formados con módulos fotovoltaicos, Expo 2005 Aichi Japan, Japón.

Centrales conectadas a red para suministro eléctrico. Sistemas de autoconsumo fotovoltaico. Electrificación de pueblos en áreas remotas (electrificación rural). Suministro eléctrico de instalaciones médicas en áreas rurales. Corriente eléctrica para viviendas aisladas de la red eléctrica. Sistemas de comunicaciones de emergencia. Estaciones repetidoras de microondas y de radio. Sistemas de vigilancia de datos ambientales y de calidad del agua. Faros, boyas y balizas de navegación marítima. Bombeo para sistemas de riego, agua potable en áreas rurales y

abrevaderos para el ganado. Balizamiento para protección aeronáutica. Sistemas de protección catódica. Sistemas de desalinización. Vehículos de recreo. Señalización ferroviaria. Sistemas de carga para los acumuladores de barcos. Postes de SOS (Teléfonos de emergencia en carretera). Parquímetros. Recarga de vehículos eléctricos.

PANEL FOTOTÉRMICO

Sistemas solares térmicosExisten actualmente en Europa numerosos sistemas solares térmicos. La aplicación más corriente de los paneles solares térmicos es el calentamiento de agua.Una instalación de producción de agua caliente sanitaria consta de captadores solares integrados o fijados en el tejado o el terreno y de un depósito acumulador de agua. El depósito incorpora un calentador complementario (eléctrico o térmico), y un circuito de agua que incluye las conducciones, bomba de circulación, válvulas y depósito de expansión.Composición Un captador solar térmico está formado por un cuerpo opaco que absorbe la radiación solar recalentándose, un sistema de enfriamiento gracias a un fluido termo portador, un aislante térmico, una cobertura transparente (con su cara anterior expuesta a la radiación) que garantiza el efecto invernadero, un sistema hidráulico y un sistema de ensamblaje mecánico del conjunto. Los paneles realizan 3 funciones principales:

Absorber la radiación solar Transformarla en calor (energía) Transmitir esta energía calorífica al fluido termo portador.

Principio de funcionamiento de un panel térmico clásico

La radiación solar (directa o difusa) cruza el cristal. En el cajón del panel solar, una superficie absorbente capta el espectro infrarrojo de la radiación, a fin de remitir lo menos posible. En todo caso, la radiación infrarroja es atrapada por el cristal. Entre la placa absorbente y el aislamiento posterior del panel un circuito de agua recoge el calor. Este circuito intercambia el calor en una caldera mediante un intercambiador.

El circuito secundario puede distribuir el agua caliente o abastecer la calefacción. La radiación solar que cruza el acristalamiento alcanza la superficie de absorción, donde se convierte en calor. Este calor es transportado a continuación al calentador de agua por un circuito de agua y glicol (para evitar la helada en caso de gran frío sin sol). El regulador tiene la misión de comparar la temperatura entre el acumulador y la de los captadores. Cuando la temperatura de los captadores es más elevado que la del acumulador, conecta la bomba. La circulación del fluido permite transmitir el calor al acumulador por medio de una tubería aislada y de un intercambiador de calor. En caso de insuficiente contribución solar, se conecta el sistema de calentamiento complementario.

Dimensión del sistemaEl tamaño de la instalación solar debe tener en cuenta en primer lugar el consumo, y después el número de personas que habitan la vivienda. Con estos criterios se puede determinar la superficie de los paneles y el volúmen del depósito.

Consumo de agua : el consumo medio de agua caliente sanitaria, por persona y día, es de unos 50 litros a una temperatura de 55°C.

Superficie de paneles : para captadores planos adecuadamente orientados, la superficie aconsejada se sitúa entre 0.5-1.5 m2/persona (en pequeñas instalaciones individuales) y 0.3-0.5 m2/persona (instalaciones que abastezcan a más de a 100 personas).

Volumen del calentador de agua : los volúmenes se determinan en función de la superficie de los paneles y de la disponibilidad de la energía complementaria (fuente energética convencional). El volúmen del calentador de agua solar varía entre 100 l/persona (pequeña instalación) y 60 l/persona (gran instalación).

Observaciones : en caso de insolación importante (verano) y consumo reducido (vacaciones) podría aparecer un riesgo de recalentamiento en los captadores que puede llegar hasta la vaporización del líquido (fluido termo portador), lo que impone algunas precauciones técnicas en la realización. La instalación de una válvula de seguridad previene cualquier daño.