La electricidad producida por el impacto directo de la luz solar en las células fotoeléctricas se llama electricidad solar.
Cuando la luz solar incide en las células solares, se produce electricidad solar. Por eso, también se le conoce como Foto Voltaica Solar o PV Solar.
La generación de electricidad mediante energía solar depende del efecto fotoeléctrico. En el efecto fotoeléctrico, la unión p-n de un semiconductor produce potencial eléctrico cuando se expone a la luz solar. Para este propósito, hacemos que la capa de semiconductor tipo n de la unión sea muy delgada. Es menos de 1 µm de espesor. La capa superior es la capa n. Generalmente la referimos como emisor de la célula.
La capa inferior es la capa de semiconductor tipo p y es mucho más gruesa que la capa superior tipo n. Puede ser más de 100 µm de espesor. Llamamos a esta capa inferior como base de la célula. La región de agotamiento se crea en la unión de estas dos capas debido a iones inmóviles.
Cuando la luz solar incide en la célula, llega fácilmente hasta la unión p-n. La unión p-n absorbe los fotones del rayo de luz solar y, en consecuencia, produce pares de electrones-huecos en la unión. En realidad, la energía asociada con el fotón excita los electrones de valencia de los átomos del semiconductor y, por lo tanto, los electrones saltan a la banda de conducción desde la banda de valencia, dejando un hueco detrás de cada uno.
Los electrones libres, al encontrarse en la región de agotamiento, pasarán fácilmente a la capa superior tipo n debido a la fuerza de atracción de los iones positivos en la región de agotamiento. De la misma manera, los huecos que se encuentran en la región de agotamiento pasarán fácilmente a la capa inferior tipo p debido a la fuerza de atracción de los iones negativos en la región de agotamiento. Este fenómeno crea una diferencia de carga entre las capas y resulta en una pequeña diferencia de potencial entre ellas.
La unidad de tal combinación de materiales semiconductores tipo n y tipo p para producir una diferencia de potencial eléctrico en la luz solar se llama célula solar. El silicio se utiliza normalmente como material semiconductor para producir dicha célula solar.
Las tiras metálicas conductoras adheridas a las células toman la célula solar o célula fotovoltaica no es capaz de producir la electricidad deseada, sino que produce una cantidad muy pequeña de electricidad. Por lo tanto, para extraer el nivel de electricidad deseado, se conectan juntas el número necesario de tales células en paralelo y en serie para formar un módulo solar o módulo fotovoltaico. En realidad, no solo la luz solar es el factor. El factor principal es la luz o el haz de fotones para producir electricidad en la célula solar. Por lo tanto, una célula solar también puede funcionar en días nublados, así como con la luz de la luna, pero entonces la tasa de producción de electricidad disminuye ya que depende de la intensidad del rayo de luz incidente.
El sistema de generación de potencia eléctrica solar es útil para producir una cantidad moderada de potencia. El sistema funciona mientras haya una buena intensidad de luz solar natural. El lugar donde se instalan los módulos solares debe estar libre de obstáculos como árboles y edificios, de lo contrario, habrá sombra en el panel solar, lo que afecta el rendimiento del sistema. Es una visión general que la electricidad solar es una alternativa poco práctica de la fuente convencional de electricidad y debería usarse cuando no hay otra alternativa tradicional de la fuente convencional de electricidad disponible. Pero esto no es el caso real. A menudo parece que la electricidad solar es una alternativa más económica que otras alternativas tradicionales de la electricidad convencional.
Por ejemplo: Siempre es económico instalar una luz solar o una fuente de energía solar donde es difícil y costoso obtener un punto de suministro eléctrico local, como en un jardín remoto, cobertizo o garaje donde no hay un punto de suministro eléctrico estándar. El sistema de electricidad solar es más confiable e ininterrumpido, ya que no sufre cortes de energía indeseados de una empresa de suministro eléctrico. Para construir una fuente de energía eléctrica móvil, para requisitos de potencia moderados, el módulo solar es una buena opción. Puede ser útil mientras se acampa o se trabaja en sitios al aire libre. Es el medio más eficaz de crear energía verde para nuestro propio uso y, quizás, para vender energía excedente a clientes, pero para producir electricidad a escala comercial, la inversión y el volumen del sistema se vuelven lo suficientemente grandes.
En ese caso, el área del proyecto será mucho mayor que la convencional. Aunque para encender algunas luces y dispositivos eléctricos de bajo consumo, como computadoras portátiles, televisores de tamaño portátil, mini refrigeradores, etc., el sistema de electricidad solar es bastante adecuado, siempre y cuando haya suficiente espacio libre en el suelo o en la azotea para instalar paneles solares. Pero no es nada económico ejecutar equipos eléctricos de alto consumo de energía, como ventiladores de alta velocidad, calefactores, lavadoras, acondicionadores de aire y herramientas eléctricas, con la ayuda de electricidad solar, ya que el costo de producción de tal alta energía es bastante mayor de lo esperado. Además, puede haber falta de disponibilidad de espacio en sus instalaciones para la instalación de un gran panel solar.
Usos ideales de paneles solares de bajo costo son la carga de baterías en caravanas y vehículos recreativos o en barcos cuando estos no están en movimiento, siempre que haya una instalación de carga lenta desde un dínamo durante el movimiento de estos vehículos.
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