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Una célula solar, o célula fotovoltaica, es un dispositivo eléctrico que convierte la energía de la luz directamente en electricidad mediante el efecto fotovoltaico, que es un fenómeno físico y químico[1]. Es una forma de célula fotoeléctrica, definida como un dispositivo cuyas características eléctricas, como la corriente, el voltaje o la resistencia, varían cuando se exponen a la luz. Los dispositivos de células solares individuales suelen ser los componentes eléctricos de los módulos fotovoltaicos, conocidos coloquialmente como paneles solares. La célula solar común de silicio de unión simple puede producir una tensión máxima en circuito abierto de aproximadamente 0,5 voltios a 0,6 voltios[2].
Las células solares se describen como fotovoltaicas, independientemente de si la fuente es la luz solar o una luz artificial. Además de producir energía, pueden utilizarse como fotodetectores (por ejemplo, detectores de infrarrojos), detectando la luz u otras radiaciones electromagnéticas cercanas al rango visible, o midiendo la intensidad de la luz.
En cambio, un colector solar térmico suministra calor mediante la absorción de la luz solar, con el fin de calentar directamente o de generar indirectamente energía eléctrica a partir del calor. Por otro lado, una “célula fotoelectrolítica” (célula fotoelectroquímica) se refiere a un tipo de célula fotovoltaica (como la desarrollada por Edmond Becquerel y las modernas células solares sensibilizadas por colorantes), o a un dispositivo que divide el agua directamente en hidrógeno y oxígeno utilizando únicamente la iluminación solar.
Materiales utilizados en los paneles solares
El rápido desarrollo de la energía solar en todo el mundo ha provocado un gran interés en este ámbito en nuestro país. La política de apoyo estatal de los últimos 10 años ha permitido lanzar la industria fotovoltaica en Ucrania y alcanzar grandes volúmenes en cuanto a la capacidad total instalada. Así, a principios de 2021, se instalaron casi 7 GW de plantas de energía solar en todo el territorio de Ucrania. Además, la cuota de los grandes sistemas fotovoltaicos comerciales representaba alrededor del 89% de esta capacidad.
Las tecnologías de energía solar están en constante evolución y mejora. Las soluciones que se están desplegando y operando para generar electricidad solar limpia tienen muchas configuraciones y diferencias. En este artículo, repasaremos brevemente los tipos más populares de plantas de energía solar (sistemas fotovoltaicos) y ofreceremos nuestra propia versión de su clasificación. Sólo nos referiremos a las centrales solares basadas en el principio de la conversión directa de la energía de la radiación solar en energía eléctrica, y no hablaremos de otras tecnologías como las centrales solares de concentración (de torre, de disco, parabólicas, basadas en el motor Stirling), los colectores solares térmicos y muchas otras.
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La mayoría de las opciones de paneles solares disponibles en la actualidad se ajustan a uno de los tres tipos: monocristalino, policristalino (también conocido como multicristalino) y de película fina. Estos paneles solares varían en cuanto a su fabricación, aspecto, rendimiento, costes y las instalaciones más adecuadas para cada uno de ellos. Dependiendo del tipo de instalación que esté considerando, una opción puede ser más adecuada que las otras.
Hay tres tipos principales de paneles solares: monocristalinos, policristalinos y de capa fina. Cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas, y el tipo de panel solar más adecuado para su instalación dependerá de factores específicos de su propiedad y de las características deseadas del sistema.
Para producir electricidad, las células solares se fabrican con un material semiconductor que convierte la luz en electricidad. El material más utilizado como semiconductor durante el proceso de fabricación de las células solares es el silicio.
Tanto los paneles solares monocristalinos como los policristalinos tienen células hechas de obleas de silicio. Para construir un panel monocristalino o policristalino, las obleas se ensamblan en filas y columnas para formar un rectángulo, se cubren con una lámina de vidrio y se enmarcan.
Escala y estructura del universo
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La decisión de transferir el uso de la tierra de la producción agrícola a la producción eléctrica de paneles solares (granjas solares) debe hacerse mediante un examen cuidadoso de los riesgos y beneficios potenciales inmediatos y a largo plazo. Actualmente, la transición parece una empresa lógica y rentable, ya que los pagos realizados por los contratistas son mucho mayores que los ingresos recibidos por el alquiler de tierras agrícolas. Sin embargo, también hay que tener en cuenta que el traspaso de tierras del uso agrícola también puede suponer una responsabilidad fiscal adicional, mayores requisitos en materia de seguros, problemas de daños personales/responsabilidad civil, posible mitigación medioambiental en el futuro e incluso la imposibilidad de traspasar las tierras a otros usos.