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Panel solar vatios por metro cuadrado
Algunas definiciones: kilovatios-hora por metro cuadrado: La tierra a nivel del mar recibe unos 1.000 vatios por metro cuadrado. Si el mapa indica 9 kWh/m2, significa que el panel recibe unas 9 horas completas de luz solar. Los paneles solares modernos tienen una eficiencia de alrededor del 15%, por lo que se trata de aproximadamente 150 vatios por metro cuadrado, o 15 vatios por pie cuadrado. Inclinado hacia el sur en latitud: El panel está orientado hacia el Sur, e inclinado en el mismo ángulo que la latitud. Si miras un mapa de carreteras y ves que la latitud es de 23 grados, el panel estará inclinado a 23 grados.
Traducción: A mediodía en un día claro, cada metro cuadrado recibe 1000 vatios de energía solar. Si miras las grandes áreas amarillas, verás que recibe unos 6.000 vatios en un día medio. Así que, aunque el día medio tiene exactamente 12 horas, la energía que realmente reciben los paneles equivale a unas 5 ó 6 horas de sol pleno al día. Dado que el típico panel solar moderno tiene una eficiencia del 12%, obtendrás unos 700 vatios por metro cuadrado de panel. Por tanto, si el mapa indica que vives en una zona “seis”, puedes esperar una potencia solar equivalente a 6 horas diarias durante todo el año.
Los mejores paneles solares
Aunque hay muchos factores que afectan a la cantidad de energía que puede producir un panel solar, se puede esperar que un solo panel solar típico en Estados Unidos genere unos 2 kWh al día, lo que supone un ahorro medio de 0,36 dólares en costes de electricidad al día.
Ahora bien, 0,36 dólares no parece mucho, pero eso es sólo el ahorro de energía de un panel en el transcurso de un día. La instalación de un sistema completo de paneles solares, por otro lado, le ahorraría más de 132 dólares al mes (¡o más!).
Cuando se trata de la producción de energía, lo más importante es el vataje, o la potencia nominal, del panel. La potencia en vatios representa la cantidad de energía que un panel producirá en un conjunto específico de condiciones de laboratorio, denominadas condiciones de prueba estándar (STC).
El vataje de un panel tiene que ver con la forma en que está construido. El tipo de células solares utilizadas, por ejemplo, influye en la potencia de un panel. Por eso, la mayoría de los paneles solares de hoy en día utilizan algo llamado células solares monocristalinas, porque son capaces de generar más electricidad que las tecnologías de células solares más antiguas (es decir, las células solares policristalinas).
Nueva tecnología de células solares
Toda la materia del universo que tiene una temperatura superior al cero absoluto (la temperatura a la que se detiene todo movimiento atómico o molecular) irradia energía en una serie de longitudes de onda del espectro electromagnético. Cuanto más caliente está algo, más corta es la longitud de onda máxima de la energía radiada. Los objetos más calientes del universo irradian sobre todo rayos gamma y rayos X. Los objetos más fríos emiten sobre todo radiación de mayor longitud de onda, como la luz visible, el infrarrojo térmico, la radio y las microondas.
La temperatura de la superficie del Sol es de 5.500° C, y su pico de radiación está en las longitudes de onda visibles de la luz. La temperatura efectiva de la Tierra -la temperatura que aparece cuando se ve desde el espacio- es de -20° C, y radia energía que tiene su pico en las longitudes de onda del infrarrojo térmico. (Ilustración adaptada de Robert Rohde.)
Un vatio es la medida de la potencia, o la cantidad de energía que algo genera o utiliza a lo largo del tiempo. ¿Cuánta potencia tienen 1.360 vatios? Una bombilla incandescente consume entre 40 y 100 vatios. Un microondas utiliza unos 1.000 vatios. Si durante una hora pudiéramos capturar y reutilizar toda la energía solar que llega a un solo metro cuadrado en la parte superior de la atmósfera directamente orientada al Sol -un área no más ancha que el brazo extendido de un adulto- tendríamos suficiente para hacer funcionar un frigorífico durante todo el día.
Potencia del panel solar
Si un aparato eléctrico consume 1000 vatios durante una hora, ha consumido 1 kWh de energía o 1 unidad de electricidad. Por tanto, 1000 vatios hora = 1 kilovatio hora (kWh). Si se hace funcionar una bombilla de 100 vatios durante 10 horas, también se consume 1 kWh.
Los paneles solares se caracterizan por el número de vatios (Wp) que pueden producir en condiciones de prueba estándar (STC) de 1000 W/m2 de irradiación, temperatura de las células de 25 grados Celsius y masa de aire de 1,5. Este es su rendimiento máximo. Sin embargo, la cantidad de energía que realmente producen en condiciones exteriores depende de la cantidad de sol.
La masa de aire es una medida de la distancia que recorre la luz solar a través de la atmósfera terrestre. Dado que la intensidad de la luz se atenúa por la dispersión y la absorción, cuanto más distancia atraviese la atmósfera, mayor será la atenuación. En consecuencia, el sol parece menos brillante en el horizonte (por la mañana y al final de la tarde) que cuando está en el cenit (mediodía). Una masa de aire de 1 significa que el sol está mirando directamente a la superficie del mar cuando está directamente encima. En cualquier lugar con una latitud superior a 23,5 grados, el sol nunca está directamente sobre la cabeza, por lo que la masa de aire será siempre mayor que 1. El número 1,5 se ha acordado para la condición de prueba estándar (STC) para probar los paneles solares.