Los paneles solares se están convirtiendo rápidamente en una solución rentable para hogares y empresas. Esta solución de energía sostenible es ahora finalmente una alternativa viable para aquellos de nosotros que queremos reducir nuestro impacto ambiental. La potencia de salida, o potencia, es un factor esencial a considerar al comparar opciones de paneles solares, por lo que ¿cuánta energía produce realmente un panel solar?
Los paneles solares producen entre 250 y 400 vatios, y la potencia es igual a la tensión multiplicada por amperios. A medida que varía el voltaje, los paneles solares producen entre 14 y 24 amperios, lo suficiente para alimentar pequeños electrodomésticos. La eficiencia de los paneles solares depende de la insolación, la temperatura, el sombreado y la orientación, y los avances en la tecnología aumentarán inevitablemente la eficiencia.
Este artículo comenzará con una explicación básica de la energía solar y luego aclarará los términos voltios, amperios y vatios. Descubrirá qué factores influyen en la eficiencia de los paneles solares y obtendrá información sobre lo que puede alimentar con un panel solar.
Además, haré que te vayas con cinco consejos para reducir la electricidad y usar la energía solar de manera efectiva, dándote suficientes razones para ser optimista sobre el futuro de la energía limpia del mundo.
Solar Explicado
Una célula fotovoltaica, también conocida como célula solar, convierte la luz solar en una corriente eléctrica con electricidad utilizable como resultado. La luz solar se compone de partículas de energía solar, también conocidas como fotones. La luz solar entrante es absorbida por el material semiconductor de una célula solar y produce electricidad (fuente).
Un panel solar se compone de numerosas células solares. Aunque son similares a las celdas de batería, las celdas de un panel solar están diseñadas para generar electricidad al capturar la luz solar. Una matriz solar es una colección de varios paneles solares que generan electricidad como un sistema (fuente).
El material semiconductor más común en las células solares es el silicio. Está presente en el 90% de los paneles solares actualmente en el mercado, y es un elemento químico naturalmente abundante. Si bien el arseniuro de galio tiene ciertas ventajas sobre el silicio como semiconductor, actualmente es demasiado caro para la producción en masa (fuente).
La matemática Detrás de Voltaje, Amperaje y potencia
Hagamos una revisión rápida de las unidades básicas de medida para energía eléctrica, es decir, voltaje, amperaje y potencia.
Terminología
Un voltio (V) es la unidad que mide la diferencia de potencial eléctrico. El voltaje mide cuántos electrones quieren estar en algún lugar. También se describe como fuerza electromotriz y, en este sentido, se puede comparar mejor con el funcionamiento de la presión del agua.
Un amperio (A), comúnmente conocido como amp, es la unidad de corriente eléctrica. La corriente es la cantidad total de electrones que fluyen a través de un circuito y posteriormente generan calor, que, a su vez, dispersa energía. Esta potencia de salida es potencia, también abreviada a vatios (W), y mide la escala del movimiento de energía.
El circuito más básico implica una sola resistencia, un voltio y un amplificador. Los tres están relacionados entre sí por la ley de Ohm. Un ohm esencialmente mide la resistencia, y un amperio es igual a la corriente producida por un voltio a través de la resistencia de un ohm (fuente).
Cómo Calcular Fácilmente la Conversión
La potencia se calcula multiplicando voltios por amperios. Tenemos que trabajar con esta ecuación en mente si queremos resolver problemas como «¿Cuántos amperios produce un panel solar de 300 vatios?»
En este ejemplo, suponemos que 17 voltios son aplicables. Notará que hemos escrito la ecuación completa a continuación, con las cifras de voltios y vatios completadas.
Amperios x 17 voltios = 300 vatios
300 vatios/17 voltios = 17.65 amperios
El resultado indica que una de 300 vatios panel producirá 17.65 amperios.
El voltaje por panel solar varía como resultado de varios factores externos que analizaremos más adelante en el artículo, así que asegúrese de seguir leyendo.
¿Cuántos Amperios Produce un Panel Solar?
Tomemos otro ejemplo: ¿cuántos amperios produce un panel solar de 200 vatios? Esta pregunta es importante ya que los paneles solares se usan comúnmente para cargar una batería, y la capacidad de la batería se mide en amperios-horas.
Para responder a esta pregunta, debemos tener en cuenta el tamaño de los paneles solares, ya que esto afecta la cantidad de voltios que produce el panel solar.
El tamaño del panel solar
La salida de voltaje de una sola celda fotovoltaica es de alrededor de 0,46 de electricidad a las temperaturas normales de funcionamiento. Los paneles de energía solar constan de diferentes configuraciones y contienen entre 32 y 144 celdas. Un panel de 32 celdas produce un voltaje de 14,72-0,46 x 32 = 14,72.
Los tamaños populares son paneles solares de 60 y 72 celdas. Un panel solar de 72 celdas contiene 6 columnas de 12 celdas cada una y tiene 39 pulgadas de ancho con una longitud promedio de 78 pulgadas. La mayoría de los paneles solares para el hogar miden aproximadamente 65 pulgadas de alto por 39 pulgadas de ancho (fuente).
Escenarios
Veamos tres escenarios únicos para determinar cuántos amperios produce un panel solar.
Escenario 1: ¿Cuántos amperios produce un panel solar de 200 vatios?
| Célula # | Vatios | Tensión | Amperios |
| 60-panel de células | 200 | 27.6 | 7.25 |
Ecuación: 7.25 x 27.6 voltios = 200 vatios
Escenario 2: ¿de cuántos amperios hace un panel solar de 100 vatios producir?
| Célula # | Vatios | Tensión | Amperios |
| 72-panel de células | 100 | 33.12 | 3.02 |
Ecuación: 3.02 x 33.12 voltios = 100 vatios
Escenario 3: ¿Cuánta potencia produce un panel solar de 400 vatios?
| Escenario 3 | # celdas | Vatios | Tensión | Amperios |
| 32-panel de células | 400 | 14.72 | 27.17 |
Ecuación: 27.17 x 14.72 voltios = 400 vatios
Cada panel solar contiene una Norma de la Prueba de clasificación de la Condición (STC) que indica su potencia de salida en vatios. Esta clasificación de potencia es un indicador útil y muestra el mejor resultado posible de generación de energía en circunstancias ideales. Sin embargo, las circunstancias ideales cambian y cambian en el mundo real.
La eficiencia del panel solar, y por lo tanto la tasa de conversión de una celda fotovoltaica en electricidad utilizable, depende de una serie de factores. Comprender qué factores mejoran la eficiencia general es crucial para promover el uso de energía limpia en comparación con las fuentes de energía convencionales. Examinemos esos factores en la siguiente sección.
¿Qué Afecta A la Eficiencia de los Paneles Solares?
Varios factores externos afectan la tensión de salida fotovoltaica y, por lo tanto, la eficiencia de los paneles solares. Mientras que hace una década, los paneles solares producían una calificación de eficiencia del 15%, esta ha aumentado al 19% y, en algunos casos, hasta el 26% en las células fotovoltaicas comerciales. Hemos enumerado los cuatro factores que más influyen en la eficiencia de los paneles solares (fuente).
Insolación
La insolación se refiere a la radiación solar entrante en la tierra. En principio, una mayor insolación solar da como resultado una mayor generación de energía solar fotovoltaica. La insolación directa se puede medir en kilovatios-hora por metro cuadrado por día o la cantidad de energía que cubre un área durante un año completo, expresada en vatios por metro cuadrado.
La insolación varía a lo largo del año debido a la posición del sol en el cielo, la duración del día, la cubierta del cielo y la contaminación. Estos factores influyen en el nivel de luz solar que es absorbida por la tierra y, por lo tanto, hace que sea difícil predecir la insolación (fuente).
Esto ha dado lugar a modelos de predicción de radiación solar que pronostican la insolación para aumentar la eficiencia del panel solar. La mayoría de estos modelos de predicción de radiación solar son complejos y requieren un software al que no tiene acceso el inversor doméstico medio (fuente).
Temperatura
Las células solares, y por lo tanto, los paneles solares, en realidad funcionan mejor a bajas temperaturas. Las temperaturas más cálidas tienen un efecto desfavorable en la potencia de salida de los paneles solares y causan una disminución en la eficiencia de los paneles solares. Si bien las temperaturas más altas pueden aumentar un poco la corriente, esto conduce a una disminución en el voltaje (fuente).
Los paneles solares generalmente se prueban a aproximadamente 77 ° F. El voltaje permanece estable entre 77°F y 95°F. Las temperaturas superiores a 111°F demuestran una caída en el voltaje, lo que indica el impacto de la temperatura en la salida de voltaje (fuente).
Sombreado
Es esencial minimizar el sombreado para maximizar la eficiencia del panel solar. Configurar su panel solar donde no hay sombra es la forma más fácil de evitar la pérdida de voltaje de salida, pero, en algunos casos, esto no es posible.
Afortunadamente, en la mayoría de los casos, el sombreado es bastante fácil de manejar cortando ramas o colocando el panel en la ubicación más óptima para comenzar. La sombra afecta el rendimiento y la producción de electricidad de todo el panel, no solo del área afectada.
Orientación
La dirección que deben tener los paneles solares para una exposición óptima al sol varía según la ubicación. Cuanta más luz solar directa caiga sobre los paneles solares, mayor será el rendimiento. En el hemisferio norte, el consejo es colocar los paneles solares orientados al sur.
Optimizar y ajustar la inclinación de su panel solar puede ayudar a maximizar la producción de energía solar y se recomienda hasta cuatro o cinco veces al año. De hecho, los modelos que ignoran la inclinación óptima pueden subestimar significativamente el potencial fotovoltaico y, por lo tanto, socavar la eficiencia de los paneles solares. El ángulo depende de la ubicación, la altura del sol y el seguimiento horizontal de un eje (fuente).
¿Qué Se Puede Alimentar Con un Panel Solar?
Para saber qué se puede alimentar con un panel solar, debemos analizar la capacidad de almacenar energía solar y el consumo medio de energía en comparación con el uso de energía.
Almacenamiento de batería
Los paneles solares no se utilizan directamente para cargar un dispositivo. En la mayoría de los casos, la energía solar generada carga una batería. Las ventajas de tener una batería son el factor de almacenamiento y la capacidad de regular el flujo de energía al dispositivo específico.
Dependiendo de su presupuesto, las baterías de iones de litio se consideran la mejor opción para un panel solar y tienen una garantía de vida útil mínima de 10 años. Al elegir el tamaño de su batería, tenga en cuenta su consumo de energía, el número de días con una salida de energía solar mínima, la profundidad de descarga de la batería y el voltaje de su sistema.
Si desea saber más sobre paneles solares y almacenamiento de baterías, lea nuestro útil artículo sobre «¿Puedo cargar una batería directamente desde un Panel Solar?»
Consumo de energía vs. Uso
Hay una gran diferencia entre el consumo de energía en función de dónde viva, los tipos de vivienda y la frecuencia con la que use y cargue dispositivos eléctricos. De acuerdo con la Administración de Información de Energía de los Estados Unidos, en promedio, un hogar estadounidense usa 11,000 kilovatios-hora (kWh) por año.
Se puede utilizar un panel solar de 100 vatios para cargar una variedad de dispositivos pequeños. Esto podría ser cargar una computadora portátil durante unas pocas horas al día, dependiendo de su potencia y su consumo de energía general. Además, puede, en circunstancias ideales, alimentar una luz durante un máximo de 33 horas (fuente).
La ventaja de un panel solar más grande de 400 vatios es que generalmente tiene unos pocos días de reserva, dependiendo de su uso y sin otras fuentes de recarga. Un panel solar de 400 vatios tiene la capacidad de alimentar una nevera de bajo consumo, varios dispositivos pequeños, como teléfonos, tabletas y computadoras portátiles, y televisores de hasta 32 pulgadas.
Para obtener más información sobre cómo alimentar su nevera con paneles solares, lea nuestro útil artículo sobre » ¿Cuántos paneles solares se necesitan para hacer funcionar un Refrigerador?»
5 Consejos para Reducir la Electricidad y Usar la Energía Solar de manera efectiva
El uso de energía solar va de la mano con la reducción de la electricidad para garantizar que la energía solar se use de manera efectiva. Hay varios consejos que puede implementar de inmediato, y hemos destacado los cinco más importantes aquí.
Reducir el consumo de electricidad
Esto casi suena redundante, pero reducir el consumo general de electricidad, ya sea en su hogar o en su empresa, es crucial para usar la energía solar de manera efectiva.
Desenchufe los dispositivos y aparatos eléctricos no utilizados o, como mínimo, asegúrese de que el modo de espera esté activado para todos. Instale temporizadores en electrodomésticos de gran consumo de energía y use una regleta de alimentación para reducir la carga del enchufe (fuente).
Instale luces LED
Reemplazar sus lámparas actuales con luces LED es fundamental. Si bien las luces LED siguen siendo actualmente más caras que las bombillas normales, el precio ha bajado considerablemente y la inversión se amortiza en uno o dos años. Además, las luces LED duran mucho más, ya que solo requieren un 10% de electricidad para producir luz.
Sincronice los dispositivos de alta energía con Energía solar
Los aparatos con alto consumo de energía se utilizan mejor durante el día cuando la producción de energía solar es óptima. Si bien es posible que este objetivo no siempre sea alcanzable debido a la producción de energía y la capacidad de energía solar, es una buena regla para esforzarse.
Le concienciará sobre los electrodomésticos de alta energía y le hará pensar dos veces antes de lavar otra carga, hacer funcionar el lavavajillas o usar la estufa de la cocina.
Reduzca el consumo de agua caliente
Dado que el agua caliente es cara y está directamente vinculada a su calentador de agua, reducirla reducirá inmediatamente el consumo de electricidad. Tome menos duchas y cierre el grifo cuando se afeite, se lave las manos y se cepille los dientes.
Otros factores que reducirán su factura de electricidad son reparar un grifo con fugas, lavar cargas completas en agua fría e invertir en un calentador de agua solar.
Almacene su energía solar
Mientras que los sistemas de energía solar domésticos están conectados a la red eléctrica, invertir en una batería solar puede permitirle satisfacer la mayor parte de su propio consumo sin necesidad de recurrir a la red eléctrica. Si bien esto podría no ser posible durante todo el año, el uso de electricidad verde de un productor certificado puede ser una buena alternativa.
Razones para ser optimistas sobre un Futuro de Energía Limpia
Con la energía solar como el nuevo tipo de generación de electricidad favorito del mundo, hay muchas razones para ser optimistas sobre el futuro de la energía limpia del mundo.
Los costos están disminuyendo rápidamente
El costo de la energía solar ha disminuido drásticamente en la última década. Su producción ha atraído la atención mundial, y en muchos países y economías, la energía solar se ha convertido en la opción más asequible de energía renovable.
Apoyo popular, gubernamental y empresarial
Con 9 de cada 10 estadounidenses que apoyan la expansión de la energía solar, el apoyo popular es claro. Muchas economías avanzadas y emergentes, incluida la Unión Europea, también están impulsando iniciativas e inversiones en energía limpia y reduciendo las emisiones de carbono.
Esta conciencia y proactividad también es visible en el sector privado con un impulso para reducir las emisiones e invertir en energía renovable y verde (fuente).
Aumento de la inversión & Innovación
La inversión y la asignación presupuestaria a la investigación y el desarrollo de energías limpias se han disparado simultáneamente. La inversión en energía solar se ha convertido en una opción popular, no solo debido a su favorable retorno de la inversión, sino también debido a los beneficios adicionales, como los incentivos fiscales, la autosuficiencia y la conservación del medio ambiente.
Esto, a su vez, ha dado lugar a una innovación significativa en soluciones de almacenamiento de energía solar sostenible, tecnologías de vanguardia y desbloqueo del potencial del hidrógeno (fuente).
La potencia de salida de un panel solar depende del tamaño del panel y de la eficiencia de las células fotovoltaicas. La eficiencia del panel solar, a su vez, se ve afectada por la insolación, la temperatura, el sombreado y la orientación. En circunstancias ideales, un panel solar de 250 a 400 vatios puede producir entre 14 y 24 amperios.
Almacenar estos amplificadores en una batería solar aumentará su capacidad para regular y crear una reserva de energía solar. Esto puede alimentar una serie de dispositivos y aparatos eléctricos y reducir significativamente su dependencia de la red eléctrica.
Para reducir aún más su factura de electricidad y usar de manera efectiva su energía solar ganada con tanto esfuerzo, reduzca el consumo general de electricidad, instale luces LED, sincronice dispositivos de alta energía con energía solar y reduzca el consumo de agua caliente.
La disminución de los costos, el creciente apoyo multinivel y el aumento de la inversión y la innovación en todo el mundo son indicadores de un impulso acelerado hacia una energía limpia sostenible.