Com funcionen les plaques solars?

Les plaques solars són essencials avui dia gràcies a la seva capacitat per generar energia sostenible i renovable. Aprofitant l'energia del sol, redueixen la dependència dels combustibles fòssils, disminueixen les emissions de carboni i contribueixen a revertir el canvi climàtic. A més, les plaques solars ofereixen la possibilitat de generar electricitat de manera descentralitzada, fet que permet que les persones produeixin la seva pròpia energia de manera independent i redueixin els costos a llarg termini. Desenvolupen un paper fonamental en la transició cap a l'energia més neta i en la construcció d'un futur sostenible.

Els components més importants dins el funcionament de les plaques solars són:

• Panells solars:
  Estan formats per una combinació de conductors metàl·lics i cèl·lules fotovoltaiques, és a dir, dispositius capaços de crear electricitat mitjançant la influència de la radiació solar.
• Capes recobertes:
  La seva utilitat recau a protegir la cèl·lula solar i es crea mitjançant un tipus de polietilè format per plàstic EVA i altres compostos. Serveix com l'aïllant tèrmic perfecte, però sense impedir el pas de la llum solar a través de les cèl·lules fotovoltaiques.
• Estructura de suport i marc:
  Normalment, estan fabricats d'alumini, serveixen per assegurar més lleugeresa i durabilitat.
  El marc fixat al xassís defineix variables com la inclinació i direcció del panell per garantir el seu perfecte estat i funcionament. A més, les estructures de muntatge de panells fotovoltaics poden variar i ser fixes, mòbils, de llast o flotants.

Com s'extreu l'energia solar?

L'energia solar s'extreu a través d'un procés anomenat fotovoltaic, que es basa en l'efecte fotovoltaic descobert per primera vegada per Edmond Becquerel el 1839³. 

Els passos són els següents: 

1. Absorció de la llum solar: Els panells solars estan compostos per cèl·lules fotovoltaiques que contenen materials semiconductors, com el silici. Quan la llum solar incideix sobre aquestes cèl·lules, els fotons de llum són absorbits pels àtoms del material semiconductor.
2. Generació de portadors de càrrega: L'energia dels fotons absorbeix els electrons del material semiconductor, allibera electrons carregats elèctricament (electrons) i crea "forats" carregats positivament.
3. Moviment dels electrons: Els electrons alliberats per la llum solar són empesos per un camp elèctric intern a la cèl·lula solar i genera un corrent elèctric. Aquest corrent elèctric es captura i es canalitza a través dels conductors metàl·lics als panells solars.
4. Producció d'electricitat utilitzable: El corrent elèctric generat pels panells solars es pot utilitzar directament per alimentar dispositius elèctrics o es pot emmagatzemar en bateries per al seu ús posterior.
5. Inversors i connexió a la xarxa: En molts sistemes solars, el corrent continu (CC) produït pels panells solars es converteix en corrent altern (CA) utilitzant inversors, perquè es pugui utilitzar a les llars i negocis. També, en alguns casos, l'energia solar generada es pot integrar a la xarxa elèctrica general.

Tipus de plaques solars i les seves característiques

Hi ha diversos tipus de plaques solars, cadascuna amb característiques diferents i aplicacions específiques. Aquí et presento alguns dels tipus més comuns:

• Panells solars de silici monocristal·lí:
  • Característiques: Aquests panells estan fets de cèl·lules solars fabricades a partir d'un únic vidre de silici, cosa que els atorga una alta eficiència i més durabilitat. Són coneguts per la seva eficiència energètica i la seva bona resposta en condicions de baixa lluminositat.
  • Avantatges: Alta eficiència, durabilitat, bon rendiment en espais reduïts.
  • Desavantatges: Cost inicial més alt que altres tipus de panells solars.
• Panells solars de silici policristal·lí:
  • Característiques: Aquests panells estan fets de cèl·lules solars fabricades a partir de lingots de silici fos, cosa que resulta en una estructura de vidres múltiples. Són menys eficients que els panells monocristal·lins, però també són més econòmics.
  • Avantatges: Cost més baix que els monocristal·lins, bona durabilitat.
  • Desavantatges: Menys eficiència en comparació dels monocristal·lins.
• Panells solars de capa fina (pel·lícula prima):
  • Característiques: Aquests panells estan fets de materials semiconductors dipositats en substrats com ara vidre, plàstic o metall. Els materials comuns inclouen tel·lurur de cadmi (CdTe), selenur de coure-indi-gal·li (CIGS) i silici amorf (a-si).
  • Avantatges: Menys cost de producció, flexibilitat, bon rendiment en condicions de baixa lluminositat i altes temperatures.
  • Desavantatges: Menys eficiència en comparació dels panells cristal·lins, poden requerir més espai d'instal·lació.
• Panells solars bifacials:
  • Característiques: Aquests panells poden capturar la llum solar tant a la part frontal com a la posterior, cosa que augmenta la seva capacitat de generació d'energia. Són especialment útils en àrees amb superfícies reflectores, com ara neu o aigua.
  • Avantatges: Més eficiència a causa de la captura de llum en ambdós costats, versatilitat en la instal·lació.
  • Desavantatges: Cost més alt que els panells convencionals, poden requerir una estructura de muntatge específica.

Cada tipus de panell solar té els seus propis avantatges i desavantatges, i l'elecció del més adequat dependrà de factors com el pressupost, l'espai disponible, la ubicació geogràfica i les necessitats energètiques específiques del projecte.