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Placas solares: funcionamiento, tipos y rendimiento

Autoconsumo solar

Descubre cómo funcionan las placas solares, qué tipo de placa solar necesitas y cuántas debes instalar. Toda la información sobre la eficiencia y la rentabilidad de los paneles solares.


Tipos de placas solares

Existen numerosos tipos de placas solares en el mercado y cada uno de ellos responde a una necesidad en concreto. Es importante examinar este componente fotovoltaico y conocer qué modalidad de panel solar necesitas para tu instalación de autoconsumo, por ello vamos a aclarar para qué se usa cada uno.

Paneles solares fotovoltaicos y térmicos

La primera distinción de placas solares hace referencia al tipo de energía que producen:

  1. Las placas solares fotovoltaicas generan electricidad. Este tipo de paneles solares es el más extendido y el de mayor aplicación.
  2. Las placas solares térmicas, también denominadas colectores solares, producen energía calórica. Se utilizan para la disposición del Agua Caliente Sanitaria (ACS), la calefacción y climatización de piscinas

Placas solares según el número de células

Podemos hablar de tipos de placas solares en función del número de células, siendo este proporcional a la potencia de la placa. Así, las placas que albergan un mayor número de células generan más energía.

Rendimiento placas solares según sus células
Número de células Potencia del panel solar
36 150 W
60 250 - 300 W
72 330 - 400 W

Placas solares: monocristalinos o policristalinos

Las gran parte de placas solares se componen de silicio, pero todos los silicios no son iguales. Hay que tener en consideración su estructura cristalina (ordenación de sus átomos) así como la pureza del silicio utilizado.

  • Tipos de silicio en placas solares según su estructura
  • Monocristalino: eficiencia entre el 18 y 23%
  • Policristalino: eficiencia entre el 11 y 17%
  • Amorfo: eficiencia entre el 6 y el 8%

Las placas solares monocristalinas son más caras pues el proceso de elaboración requiere un gasto energético mayor, ya que es elaborado a partir de un único cristal de silicio. Las placas policristalinas se generan a partir de muchos cristales de silicio minúsculos que se funden y solidifican.

Hace años, las placas solares policristalinas respondían mejor ante las altas temperaturas. Actualmente, la diferencia entre policristalinas y monocristalinas es mínima.

Podemos distinguir si se trata de una placa monocristalina o policristalina en función de su color. Así, los paneles monocristalinos tienen un color negro y las esquinas recortadas, mientras que los paneles policristalinos son de color azulado.

Placas solares flexibles

Las placas solares flexibles sirven para adaptarse a superficies con leves curvaturas de hasta 30 grados.

Las placas solares rígidas usan un marco de aluminio y un vidrio templado, mientras que las placas solares flexibles están envueltas en polímeros, lo que permite que se puedan doblar.

El problema de las placas solares flexibles es que las dobleces en el panel pueden producir fisuras en las células, por lo que es recomendable comprar unas de placas flexibles de alta calidad que eviten las fisuras.

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Placas solares para caravanas

La única fuente de generación de energía en una caravana es el movimiento del propio vehículo, que recarga la batería. Pero si la caravana no se mueve no genera electricidad.

Las placas solares para caravanas se utilizan para obtener una energía extra, de forma que sigue generando electricidad incluso cuando la caravana está parada.

A diferencia de las placas de uso doméstico, que generan una tensión de 230V, las placas solares para caravanas generan una tensión de 12V. Esto se debe a que es a la tensión a la que funciona la batería de la caravana o camper.

Se pueden encontrar placas solares monocristalinas, policristalinas, rígidas y flexibles adaptadas a caravanas. Dependiendo del tipo de caravana y de tus necesidades tendrás que instalar un tipo u otro.

Si tienes una caravana con un techo muy curvo y no deseas que la aerodinámica se vea perjudicada, deberías optar por placas flexibles. Si lo que deseas es que no aumenten mucho el peso, deberías optar por las monocristalinas, pues son más ligeras.

Si necesitas enchufar dispositivos que funcionan a 230V necesitas instalar un inversor.

El número de placas solares que debes instalar en tu caravana depende de la cantidad de aparatos que integre (nevera de 12V, calefacción, bomba de agua, microondas, etc).

¿Cómo funcionan las placas solares fotovoltaicas?

Las placas solares, también llamadas paneles solares, son redes de células fotoeléctricas conectadas en serie capaces de transformar la energía solar en energía eléctrica.

La célula fotoeléctrica o fotovoltaica es un dispositivo realizado en silicio, fósforo y boro, ya que son materiales semiconductores, con diferente carga y así aprovechan el efecto fotoeléctrico para generar electricidad.

Este efecto hace que los electrones del material absorban la energía de los fotones de la luz solar consiguiendo tener la suficiente carga energética para liberarse del material y saltar al que tiene diferente carga, provocando una corriente eléctrica.

Efecto fotoelectrico placas solares

Las placas solares transforman la luz solar en corriente continua, la cual no puede ser utilizada por los hogares, de forma que hay que instalar un inversor solar para transformar la energía en corriente alterna.

Si la instalación cuenta con baterías solares para acumular energía, esta debe llegar directamente desde los paneles solares hasta las baterías, pues funcionan con corriente continua. Al salir de las baterías la energía tiene que pasar por un inversor para poder ser utilizada.

¿Cómo funcionan las placas solares térmicas?

Las placas solares térmicas absorben la energía solar y la convierten en energía térmica mediante el efecto invernadero.

Energía solar térmica

Las placas solares reciben energía solar directa, esta energía llega a la cubierta de vidrio con una longitud de onda corta pero al atravesar el vidrio y llegar al absorbedor ya caliente su longitud de onda aumenta.

Esto es importante pues este vidrio está tratado para ser opaco ante longitudes de onda largas, por lo que la energía solar entra pero ya no puede salir.

Placas solares térmicas

En la placa absorbedora es donde se produce la conversión de la radiación solar en térmica. Esta placa tiene un tratamiento de óxido de titanio o cromo negro para ser capaz de absorber hasta un 95% de las longitudes de onda larga, reflejando solo un 5%.

El absorbedor está en contacto con las tuberías por donde circula el agua fría, que se va calentando debido a la alta temperatura que alcanza el absorbedor.

¿Puedo poner placas solares en mi casa?

Durante muchos años ha existido la creencia de que en España estaba prohibida la instalación de placas solares. Esto es debido al famoso Impuesto al Sol, nacido en 2015 y que gravaba las instalaciones solares conectadas a la red.

Siempre se ha podido poner paneles solares en las casas que no estuvieran conectadas a la red eléctrica sin tener que abonar ningún tipo de impuesto.

Con la derogación del impuesto al sol en en octubre de 2018, se eliminaron los impuestos que gravaban este tipo de instalaciones. Además, con la nueva normativa fotovoltaica se permite el autoconsumo compartido y se concede una retribución por los excedentes de electricidad generada.

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¿Cuántas placas solares necesito para una casa?

Calcular cuántas placas solares necesitas para tu casa es relativamente fácil si atiendes a 3 factores:

 Tu consumo: es el parámetro principal para estimar el número de placas que necesitas. Puedes consultar tu consumo en las facturas de la luz o en el área de clientes de tu comercializadora.

Conociendo la cantidad de kWh consumidos al año puedes averiguar cuántos paneles te hacen falta sabiendo cuánta electricidad produce cada uno en función de su eficiencia y de la zona geográfica en la que vivas.

Dependiendo de tu zona geográfica tienes un número de Horas de Sol Pico (HSP). Estas son las horas a las que tus placas funcionan al 100% durante un año.

También es importante saber cuánta energía consumes en las horas de sol de tu provincia. Puedes averiguarlo accediendo al área virtual, donde suele aparecer la llamada curva de carga. Es una representación gráfica de tu consumo por horas en un determinado periodo de tiempo.

A continuación vamos a realizar un cálculo del número de placas solares que necesita una vivienda. Estos datos son estimados pues siempre es mejor recurrir a una empresa instaladora de placas solares, que será quien mejor sepa cuántos módulos fotovoltaicos necesitas instalar.

¿Cuántas placas solares necesito para una casa?

 

Cálculo para un Consumo anual de 4.000kWh/año en una zona geográfica con 1.480 Horas de Sol Pico.

Potencia necesaria

  • 4.000 kWh / 1.480 horas = 2,70 kW (2.700W)

Cálculo para un Consumo anual de 4.000kWh/año en una zona geográfica con 1.480 Horas de Sol Pico.

Número de placas de 300W

  • 2.700W / 300W = 9 placas solares de 300W

 Espacio disponible: delimita el número de placas que se pueden instalar. En este aspecto tienes la posibilidad de jugar con rendimiento de las mismas, ya que puedes poner placas solares de bajo rendimiento y un tamaño mayor o, por el contrario, instalar unas de muy alto rendimiento de menor tamaño.

Otro factor a tener en cuenta es si tu tejado contempla zonas de sombra, pues afectan de forma notable al rendimiento. Si una sombra afecta a una placa solar, lo notarán las demás, pues están conectadas en serie, de forma que la intensidad total baja.

Un 10% de sombra en un panel puede afectar al 50% del rendimiento.

Para solventar el problema de las sombras en las placas solares existen unos dispositivos llamados optimizadores de potencia, que regulan la intensidad del panel que está en sombra.

 La orientación de tu tejado: una buena orientación implica que la luz solar incide de forma directa en tus paneles aumentando la producción de energía eléctrica y por consiguiente reduciendo el número de paneles necesarios.

La orientación optima de los paneles solares en España es hacia el sur.


Calcula tu ahorro en la factura de la luz gracias a las placas solares.

 

Rentabilidad de las placas solares

Pese al elevado coste desembolso inicial, las placas solares demuestran ser muy rentables a medio y largo plazo. Vamos a analizar de qué depende la rentabilidad de los paneles fotovoltaicos y en cuánto tiempo se recupera la inversión.

  • La rentabilidad de las placas solares depende de dos factores:
  • El coste de la instalación
  • El ahorro de luz anual

El coste de la instalación depende de la cantidad de paneles que necesitas para cubrir tu demanda de consumo eléctrico así como de la eficiencia energética de los mismos.

El precio de una instalación fotovoltaica está en torno a 1.500 € por cada kilovatio (kW) de potencia fotovoltaica. Supongamos que quieres instalar una potencia media (3,5 kW).

Si además, solicitas una subvención para instalaciones de paneles solares en tu comunidad autónoma puedes beneficiarte de entre un 30 y un 50% de descuento en el precio.

Precio instalación media: 1.500 € * 3,5 kW = 5.250 €

Precio con subvenciones: 5.250 € - 30% = 3.675 €

La rentabilidad anual de las placas solares es de en torno al 60% de la factura de la luz. A un ritmo de ahorro de luz del 60% anual, se calcula que las placas solares se amortizan en un periodo de 7 a 9 años.

Teniendo en cuenta que recuperas la inversión en un periodo de 7 a 9 años y que las placas solares tienen garantizado un rendimiento de más de un 80% durante más de 25 años, podrás ahorrar en electricidad con placas solares durante al menos 15 años.

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