Efecto fotovoltaico: qué es y cómo funciona

Actualmente, el interés hacia los términos y conceptos energéticos y especialmente por aquellos que involucran las fuentes de energía renovable están teniendo mayor protagonismo. En esta oportunidad, te explicaremos qué es y cómo funciona el efecto fotovoltaico, y cómo a su vez este término utilizado en la energía solar nos permite generar un impacto positivo con el planeta.

¿Qué es el efecto fotovoltaico?

El efecto fotovoltaico es el proceso mediante el cual ciertos materiales, llamados semiconductores, son capaces de generar corriente eléctrica cuando absorben fotones de la luz solar. En términos simples, cuando la luz incide sobre la superficie de un material semiconductor, la energía de los fotones estimula a los electrones, liberándolos de sus átomos. Estos electrones en movimiento se convierten en electricidad, que luego puede ser capturada y utilizada.

El efecto fotovoltaico es, por tanto, la base física detrás del funcionamiento de las celdas solares o celdas fotovoltaicas, los pequeños dispositivos que forman los paneles solares.

Por qué importa para las empresas: el efecto fotovoltaico permite convertir radiación solar en energía aprovechable sin combustión, con mantenimiento reducido y escalabilidad según la demanda de la empresa.

5 características del efecto fotovoltaico

Algunas características fundamentales que permiten aprovechar este fenómeno en la generación de energía son:

- Necesita luz, no calor:

Lo que desencadena el efecto es la radiación luminosa, en particular los fotones. Por eso los paneles solares funcionan incluso en climas fríos o nublados, aunque con menor eficiencia.

- Materiales semiconductores:

El más usado es el silicio, gracias a su abundancia, estabilidad y propiedades eléctricas, aunque también existen alternativas como el teluro de cadmio o el arseniuro de galio.

- Generación directa de corriente:

a diferencia de otros procesos, no hay partes móviles ni combustión. La electricidad se genera directamente, lo que hace al sistema silencioso y de bajo mantenimiento.

- Escalabilidad:

el efecto ocurre en cada celda, lo que permite ensamblarlas en módulos de distintos tamaños según la necesidad, desde calculadoras solares hasta plantas solares de gran escala.

- Durabilidad y estabilidad:

las celdas solares pueden mantener su capacidad de conversión durante décadas, lo que las convierte en una inversión confiable en el tiempo.

Funcionamiento del efecto fotovoltaico

Para entender cómo ocurre este proceso en la práctica, pensemos en una celda solar típica de silicio:

1. Absorción de la luz solar:

cuando la radiación solar incide sobre la superficie del panel, los fotones penetran en el material semiconductor.

2. Liberación de electrones:

cada fotón con suficiente energía transfiere su energía a un electrón, que se libera de su posición normal dentro del átomo.

3. Separación de cargas:

la celda está diseñada con una unión especial llamada unión p-n, que crea un campo eléctrico interno. Este campo separa los electrones libres (carga negativa) de los huecos que dejan atrás (carga positiva).

4. Generación de corriente eléctrica:

gracias a esta separación, los electrones comienzan a circular a través de un circuito externo, creando una corriente eléctrica continua (CC).

5. Conversión y uso:

un inversor transforma la corriente continua en corriente alterna (CA), que es la que se utiliza en hogares, empresas y redes eléctricas.

Este proceso se repite constantemente mientras haya luz disponible, lo que convierte a los paneles solares en pequeñas fábricas silenciosas de electricidad

Diferencia entre el efecto fotovoltaico y el efecto fotoeléctrico

Es común confundir ambos fenómenos, ya que en los dos intervienen la luz y los electrones. Sin embargo, hay diferencias importantes:

Efecto fotovoltaico: la luz genera una corriente eléctrica continua dentro de un material semiconductor. Es el principio que se usa en los paneles solares para generar energía de manera práctica y sostenible.

Efecto fotoeléctrico: ocurre cuando los fotones liberan electrones de la cercano. Este fenómeno no genera directamente electricidad aprovechable, pero fue superficie de un material metálico, que se emiten al vacío o a otro material fundamental para demostrar la naturaleza cuántica de la luz y para el desarrollo de la física moderna.

https://es.wikipedia.org/wiki/efecto-fotoelectrico

En resumen, el efecto fotoeléctrico es un fenómeno de emisión de electrones hacia el exterior, mientras que el efecto fotovoltaico es un fenómeno de conversión de la luz en energía eléctrica dentro del material.

El efecto fotovoltaico es la base de una de las tecnologías más importantes en la transición energética. Gracias a él, la luz del sol puede transformarse en electricidad y desde Erco la usamos para brindar acceso a energía limpia, económica y digital. Conocer su funcionamiento, no solo es útil para entender cómo operan los paneles solares, sino también para dimensionar su potencial en la construcción de un futuro más sostenible.

El sol podría proporcionar energía suficiente para dar electricidad a todo el planeta. Sin embargo, no puede hacerlo de manera directa. Los paneles solares son el intermediario que hace esto posible. Te contamos todo lo que debes saber sobre su funcionamiento.

En los últimos años, seguro has visto una mayor cantidad de paneles solares en azoteas de edificios, comercios o casas. Este es uno de sus grandes beneficios: pueden ajustarse a tu necesidad específica, ya que se pueden fabricar en diferentes formas y tamaños.

Pero, probablemente, también te ha intrigado saber cómo es el proceso para que estas placas pueden cumplir con una labor tan importante como lo es generar energía limpia para la Tierra.

Cómo funcionan las celdas solares

Los paneles solares están formados por celdas que contienen células solares individuales hechas de materiales semiconductores que transforman la luz en energía eléctrica.

Estas células se comportan casi como una batería cuando incide la luz solar sobre su superficie. Esto hace necesario que siempre estén correctamente orientados hacia el sol para captar toda la radiación posible.

La luz recibida separa los electrones de modo que forman una capa de carga positiva y una de carga negativa en la célula solar; esta diferencia de potencial genera la corriente eléctrica que se almacena en una batería que está conectada al panel para poder hacer uso de esta carga.

A continuación te lo explicamos de manera más clara en un paso a paso para que veas que no es tan complejo como parece:

Paneles Solares Funcionamiento: Paso a paso

Paso 1: este proceso inicia con los rayos del sol, estos caen sobre las placas o paneles solares que están compuestos por silicio monocristalino o policristalino, un material que es semiconductor y es el que permite que la energía del sol se convierta en electricidad.

Cuando los rayos del sol llegan al panel solar se desprenden electrones de carga negativa y al chocar con la celda solar se sienten atraídos por su carga positiva; esto es lo que genera la transformación de rayo solar a electricidad.

Paso 2: posteriormente, el electrón sale de su órbita atravesando la placa solar, este tipo de electricidad recogida se le conoce como corriente continua (CC), sin embargo, los sistemas de energía solar fotovoltaicos cuentan con inversores, que son los equipos que se encargan de convertir la corriente continua en corriente alterna (CA) para que pueda ser consumida en nuestras viviendas u organizaciones, ya sea para cargar nuestros equipos electrónicos, encender las luces, entre otros.

Paso 3: finalmente, cuando tu sistema genera más energía de la que consumes puedes aprovechar estos excedentes de energía, ya que podrás almacenarla en las baterías solares y utilizarla cuando tengas ausencia de energía o fallas en la red eléctrica convencional.

¿Cómo funcionan los paneles solares cuando no hay sol?

Muchas personas se preguntan cómo funcionan los paneles solares cuando no hay sol, por ejemplo, en días nublados o durante la noche. Aunque los paneles solares dependen directamente de la luz solar, su tecnología ha evolucionado para seguir funcionando incluso en estas condiciones.

Días nublados: ¿los paneles siguen funcionando?

Sí. Los paneles solares siguen funcionando cuando está nublado, aunque con menor rendimiento. Esto ocurre porque los paneles fotovoltaicos pueden captar la luz difusa que atraviesa las nubes. En estas condiciones, la generación de energía puede reducirse entre un 10% y un 25%, dependiendo de factores como el tipo de panel o la densidad de las nubes. Aun así, esta producción puede ser suficiente para cubrir una parte significativa del consumo energético de tu hogar.

¿Qué pasa durante la noche?

Durante la noche, los paneles solares no generan electricidad, ya que no hay luz solar disponible. Sin embargo, existen soluciones para garantizar el suministro continuo de energía:

Sistemas interconectados: permiten que el hogar use la electricidad de la red convencional cuando los paneles no están generando.

Baterías solares: almacenan el exceso de energía generada durante el día y la liberan en la noche o ante fallos en la red.

Además, con un sistema solar interconectado puedes enviar el excedente de energía a la red eléctrica y recibir créditos que compensan tu consumo posterior.

Gracias a estas soluciones, los sistemas de energía solar funcionan de forma confiable, incluso sin sol directo. Ya sea por captación de luz difusa, almacenamiento en baterías o respaldo de la red eléctrica, la energía solar puede cubrir tus necesidades todo el día.

Ahora que tienes esta información, estás a un paso de tener tu propio sistema de energía solar de la mano de Erco, habla con uno de nuestros expertos y cotiza ahora tu proyecto de energía limpia, económica y digital.

La energía solar se ha convertido en una de las fuentes renovables más importantes del mundo, gracias a su capacidad para generar electricidad de forma limpia y sostenible. Sin embargo, para que los paneles solares funcionen con la máxima eficiencia, es fundamental mantenerlos libres de polvo, arena, hojas y otras partículas que pueden bloquear o disminuir la entrada de luz solar. En Erco le apostamos a la tecnología, esta vez a través de robots de limpieza para el mantenimiento de los paneles solares.

¿Por qué es importante limpiar los paneles solares?

Una superficie sucia puede reducir la eficiencia del sistema hasta en un 30%. La limpieza periódica es clave, especialmente en climas secos o zonas con mucho polvo. Descubre cómo limpiar paneles solares.

¿Qué son los robots de limpieza para paneles solares?

Los robots de limpieza están diseñados específicamente para limpiar la superficie de los paneles sin dañarlos.

Tipos de robots

• Autónomos: funcionan sin supervisión directa.

• Semiautónomos: requieren supervisión mínima.

Estos robots pueden operar de forma autónoma o semiautónoma y están equipados con cepillos suaves, sistemas de succión, aire comprimido o incluso mecanismos que funcionan con agua desmineralizada para no dejar residuos. Algunos modelos están pensados para plantas solares a gran escala, mientras que otros se adaptan a techos residenciales o comerciales.

Beneficios de la limpieza automatizada en empresas

Uno de los grandes beneficios de estos robots es su eficiencia. En condiciones ideales, un robot industrial puede limpiar hasta 3.000 a 6.000 metros cuadrados de paneles por día, lo que equivale a más de 2.000 paneles solares. Esto es especialmente útil en grandes parques solares instalados en regiones desérticas, donde el polvo y la arena reducen significativamente la producción energética si no se realiza un mantenimiento frecuente. Además, en zonas donde el agua es escasa, muchos robots están diseñados para limpiar en seco, ayudando a conservar este recurso vital.

La automatización de la limpieza también reduce los costos operativos y el riesgo para el equipo humano, que a menudo deben operar en condiciones calurosas, en altura o en terrenos difíciles. Además, gracias a sensores inteligentes y programación avanzada, muchos robots pueden programarse para limpiar durante la noche o en momentos donde la producción solar es mínima, evitando interferencias con el rendimiento del sistema.

Los robots de limpieza de paneles solares son una herramienta clave para mantener la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos. Contribuyen al ahorro de recursos, al aumento de la producción de energía y a la seguridad del personal de mantenimiento. A medida que la energía solar siga creciendo en todo el mundo, es probable que estos robots se conviertan en una parte esencial del ecosistema de energías renovables.

Ahora que ya tienes esta información te invitamos a contactar a nuestro equipo y para programar un mantenimiento con limpieza automática de paneles solares con nuestros robots especializados. En Erco estamos listos para asesorarte y brindarte energía limpia, económica y digital.