T’has preguntat alguna vegada com funcionen les plaques solars? En aquest article et parlarem sobre el funcionament de les plaques solars fotovoltaiques.
La transició energètica no sols és un fet, és una realitat. El canvi climàtic i l’escassetat de combustibles fòssils requereixen de noves fonts d’energia i nous models energètics. Les energies renovables i, entre elles, l’energia solar, ofereixen la millor alternativa avui dia a les crisis que afronta el món. Gràcies a la seva versatilitat, el seu cost i la seva facilitat d’instal·lació, l’energia solar encapçala les alternatives verdes per a la generació de consum a escala industrial i personal.
Per tot això, formar-se com a instal·lador de plaques solars fotovoltaiques, encarregades de generar energia solar, es converteix en una opció molt atractiva per als pròxims anys. Conèixer i entendre el funcionament d’aquests dispositius ens capacita per a instal·lar-los, per a realitzar el seu manteniment i per a assessorar cada usuari de manera veraç i efectiva.
Com funcionen les plaques solars?
Les plaques solars capten la radiació solar i la converteixen en corrent continu. Les aplicacions domèstiques, no obstant això, treballen amb corrent altern, per la qual cosa és necessari comptar amb un inversor que ens permeti convertir el corrent generat per les plaques en corrent que pugui ser emprada per a moure maquinària o posar en funcionament electrodomèstics. El tipus d’inversor utilitzat dependrà de l’ús que es vulgui donar a la instal·lació fotovoltaica. Una instal·lació independent de la xarxa, destinada únicament a autoconsum, pot funcionar amb un inversor tradicional. Per contra, una instal·lació connectada a la xarxa, que vulgui bolcar l’excedent o que empri bateries, haurà de comptar amb inversors solars híbrids.
Encara que l’inversor és un element imprescindible de qualsevol instal·lació, les plaques solars són l’element clau. Estan formades per diversos elements destinats a protegir les cèl·lules fotovoltaiques i a transportar l’energia, a més de la cèl·lula pròpiament dita. Les cèl·lules fotovoltaiques estan formades per elements semiconductors dopats, habitualment amb fòsfor o bor. Un semiconductor és un material o substància que té una resistència més alta al pas de corrent que un bon conductor, però significativament més baixa que un aïllant.
A més, aquests materials milloren les seves propietats conductores amb la temperatura, convertint-se en excel·lents candidats per a la tasca de convertir l’energia solar en electricitat. El material semiconductor és dopat amb un element químic que modifica les seves propietats conductores i que sol formar dues capes diferenciades, una carregada positivament i una altra negativament. Quan la llum solar, els seus fotons més aviat, incideixen sobre la cèl·lula fotovoltaica obliguen als electrons a circular entre les dues capes, generant una diferència de potencial i un corrent continu.
Tipus de panells solars
Hi ha molts tipus diferents de plaques solars, depenent de la seva configuració i decisions de muntatge i transport d’energia. Les decisions d’on col·locar les barres per les quals circularan els electrons, on col·locar els cables que transportaran l’energia, si s’empren sistemes de soldadures i mitja cel·la o sistemes de cel·la completa, afecten enormement el rendiment i la durabilitat de les plaques solars. El bon o mal funcionament de les plaques solars sol avaluar-se segons el seu rendiment i eficiència. No obstant això, la durabilitat ha d’entrar també en l’equació, ja que un panell que es degrada als pocs anys pot no resultar rendible, fins i tot si la seva eficiència és major.
Encara que totes aquestes consideracions defineixen el tipus de panells solars que és possible instal·lar, actualment es reconeixen tres grans tipus de panells: els monocristalins, els policristalins i els de capa fina.
Panells solars monocristalins
Els panells monocristalins estan formats per només un cristall. El semiconductor emprat es talla en fines làmines, oferint així la major eficiència energètica avui dia. Aquest tipus de panells són fàcilment recognoscibles pel seu color negre intens. Dins dels monocristalins, trobem els monocristalins PERC que, mitjançant una fina capa entre el semiconductor i l’alumini en què es recolzen, empren una capa que permet aprofitar la llum reflectida per la pròpia cèl·lula per a generar energia. No són les més eficients dins de les plaques monocristalines, però tal vegada sí que són les que, ara com ara, ofereixen una millor relació eficiència/preu.
Plaques solars policristalins
Les plaques policristalines fan servir diversos cristalls fosos per a formar cada cel·la. Això implica que la puresa del material semiconductor no és tan alta com en el cas en què es talla a làmines i, per tant, la seva eficiència és també menor.
Panells de capa fina
Els panells solars de capa fina són els menys eficients, ja que es fabriquen a partir de dipositar diverses capes fines de materials semiconductors sobre la capa de suport. En contraposició, són també els més barats.
Com hem vist, entendre el funcionament de les plaques solars fotovoltaiques és complex. Hi ha moltes variables a tenir en compte i cada instal·lació requerirà de l’una o l’altra solució. És per això que formar-se sobre els panells solars, la seva instal·lació i el seu manteniment és important per a poder prendre les millors decisions en cada projecte.
