Un panel solar convierte la luz en electricidad sin piezas móviles. La luz del sol incide sobre una fina lámina de semiconductor, desprende electrones y esos electrones son empujados por los cables en forma de corriente eléctrica. El resto de una instalación solar, desde el inversor hasta la batería, existe para transformar esa corriente en bruto en algo que tu casa pueda usar.
Esta guía es para quien siente curiosidad por la energía solar o piensa instalarla en una vivienda, una escuela o un pequeño negocio. Aprenderás la ciencia básica, qué hace cada componente, en qué se diferencian los sistemas conectados a la red, los aislados y los que llevan batería, qué cambia la cantidad de energía que obtienes y cómo estimar la producción con un cálculo sencillo.
El efecto fotovoltaico
Fotovoltaico (FV) combina las palabras "luz" y "voltaje". Según el Departamento de Energía de EE. UU., una célula solar contiene un semiconductor que absorbe la luz del sol y transfiere esa energía a los electrones, que después fluyen como corriente eléctrica. Unos contactos metálicos, las finas líneas en forma de rejilla que se ven sobre una célula, recogen la corriente. No todos los materiales pueden hacer esto, y la capacidad de convertir la luz en electricidad se llama efecto fotovoltaico.
El silicio es el material más habitual en las células solares. Se usa en la gran mayoría de los paneles que se venden en el mundo. El Departamento de Energía indica que el silicio monocristalino representó el 96 % de los envíos mundiales de paneles solares en 2022, y que casi todo el resto fue telururo de cadmio, un material de capa fina. Las células de silicio ofrecen alta eficiencia, bajo coste y una larga vida útil.
Dentro de una célula de silicio, dos capas se tratan de forma distinta para que una tenga electrones de sobra y la otra tenga huecos para recibirlos. En la zona donde se unen, un campo eléctrico integrado empuja en una misma dirección a los electrones liberados. Ese empuje en un solo sentido es lo que convierte los electrones liberados en una corriente constante en lugar de un movimiento aleatorio.
De la célula al sistema
Una sola célula produce muy poca energía. Los fabricantes conectan muchas células en un módulo, que es el panel que ves en un tejado. Varios módulos se cablean juntos y forman un generador (o matriz). Una instalación doméstica completa tiene estas partes principales:
- Paneles (el generador). Producen electricidad en CC cuando les llega la luz.
- Estructura de montaje y cableado. Los soportes sujetan los paneles con el ángulo adecuado y los cables transportan la corriente, con interruptores de seguridad y fusibles.
- Inversor. Cambia la CC en CA.
- Contador eléctrico y cuadro de distribución. Conectan el sistema con la instalación de tu casa y, en la mayoría de los casos, con la red.
- Batería (opcional). Almacena energía para usarla más tarde.
Qué hace el inversor
Los paneles producen corriente continua, que fluye en un solo sentido. Los hogares y la red usan corriente alterna, que invierte su sentido muchas veces por segundo. Un inversor une ambos mundos. El Departamento de Energía explica que conmuta rápidamente la entrada de CC en un sentido y en otro y da forma a la salida como una onda limpia y repetitiva que la red puede aceptar.
Muchos inversores domésticos también vigilan la red. Permanecen conectados ante pequeñas perturbaciones y se desconectan si el problema se prolonga o es inusualmente grande. Algunos sistemas usan un único inversor grande para todo el generador. Otros colocan un pequeño microinversor en cada panel, lo que puede ayudar cuando algunos paneles quedan a la sombra.
Sistemas conectados a la red, aislados y con batería
| Tipo de sistema | Cómo funciona | Ventajas | Limitaciones |
|---|---|---|---|
| Conectado a la red (sin batería) | Está conectado a la red pública. La energía solar abastece primero tu casa y la red cubre lo que falte | Menor coste, sencillo, sin almacenamiento que mantener | Por seguridad, normalmente se apaga durante un corte de la red; no hay energía por la noche |
| Conectado a la red con batería | Almacena el excedente solar para usarlo por la tarde o durante cortes | Mejor aprovechamiento de tu propia energía; posible respaldo si está diseñado para ello | Mayor coste; la batería tiene una vida útil limitada |
| Aislado (fuera de la red) | No está conectado a la red; los paneles, la batería y el inversor suministran todo | Funciona donde no hay red eléctrica | Requiere una batería grande y un dimensionamiento cuidadoso; a menudo hace falta un generador de respaldo |
La posibilidad de vender el excedente a la red, y a qué precio, varía de un país a otro e incluso entre compañías eléctricas. Las normas sobre conexión, medición y pago de la energía exportada cambian con frecuencia, así que consulta a tu compañía eléctrica o al regulador de energía de tu zona antes de comprar.
El Departamento de Energía señala que los sistemas de energía solar con batería almacenan energía para usarla después, y que el inversor gestiona cómo interactúa la instalación solar con la batería. Los inversores avanzados pueden permitir que estos sistemas funcionen sin apoyo de la red durante los cortes, si están diseñados para ello. Pregunta a cualquier instalador si el sistema que te presupuesta puede dar energía de respaldo de verdad, porque muchos no lo hacen por defecto.
Qué afecta a la cantidad de energía que obtienes
La potencia de los paneles se mide en condiciones de laboratorio. Los tejados reales son distintos. Estos factores son los que más importan:
- Luz solar disponible. Los lugares más cercanos al ecuador y con menos nubes reciben más energía a lo largo del año. Las estaciones también cuentan: en latitudes altas llega mucha menos en invierno.
- Orientación. Los paneles suelen mirar hacia el ecuador: al sur en el hemisferio norte y al norte en el hemisferio sur. Cerca del ecuador también pueden funcionar bien las disposiciones planas o este-oeste.
- Inclinación. Una inclinación próxima a tu latitud es un punto de partida habitual, aunque en la práctica suele decidirla el ángulo del tejado.
- Sombra. Incluso una sombra parcial de un árbol, una chimenea o un edificio vecino puede reducir la producción más de lo que sugiere su tamaño, sobre todo cuando los paneles están conectados en serie.
- Temperatura. Los paneles pierden algo de eficiencia al calentarse. Un día soleado, fresco y con brisa puede ser mejor que uno de calor intenso y sin viento.
- Suciedad y polvo. El polvo, el polen, los excrementos de aves y la nieve reducen la producción. La lluvia limpia parte de ello y, en zonas polvorientas, conviene una limpieza ocasional.
- Pérdidas del sistema. El cableado, el inversor y el desajuste entre paneles desperdician un poco de energía.
- Eficiencia del panel. Es la proporción de luz solar que un panel convierte en electricidad. El Departamento de Energía sitúa los módulos comerciales de silicio típicos en torno al 20 % al 22 %. Un panel de mayor eficiencia produce más por metro cuadrado, algo importante cuando el espacio del tejado es limitado.
- Antigüedad. Los paneles pierden producción poco a poco. El Departamento de Energía afirma que se espera que los módulos de silicio duren 25 años o más y sigan produciendo más del 80 % de su potencia original.
Un ejemplo práctico: estimar la producción diaria
Las cifras siguientes son hipotéticas. La producción real varía según el lugar y la estación.
Supón que un sistema tiene una capacidad nominal de 4 kilovatios (kW), que se escribe kWp por "pico". Supón también que tu zona recibe el equivalente a 4 horas diarias de sol a plena potencia de media, lo que suele llamarse horas solares pico. Y supón unas pérdidas del sistema del 20 %, de modo que el sistema entrega el 80 % de la cifra ideal.
- Energía diaria ideal: 4 kW multiplicados por 4 horas son 16 kilovatios hora (kWh).
- Resta las pérdidas: 16 multiplicado por 0,8 son 12,8 kWh al día.
- Estimación anual: 12,8 multiplicado por 365 son unos 4670 kWh al año.
Compara esa cifra con tu propio consumo eléctrico. Si tu hogar consume 3500 kWh al año, sobre el papel el sistema podría cubrir tu total anual, pero no en los momentos adecuados: gran parte de la energía llega a mediodía, mientras que muchos hogares consumen más por la tarde y la noche. Ese desfase horario es la principal razón por la que la gente se plantea instalar baterías o trasladar el uso de los electrodomésticos a las horas de sol. Para entender cómo encaja esto con el resto de tu consumo de energía, consulta nuestra guía sobre la huella de carbono del hogar.
La producción solar también depende de las nubes y del tiempo, y esa es una de las razones por las que los pronósticos precisos importan a los operadores de la red. Nuestro artículo sobre cómo se hacen los pronósticos del tiempo explica lo básico.
Cómo elegir y revisar un sistema
Antes de firmar un contrato, pide:
- Una estimación escrita de la producción anual, con los supuestos en que se basa
- Las marcas, la duración de la garantía y quién gestiona las reclamaciones de garantía
- Si el sistema puede dar energía de respaldo durante un corte
- El tipo de inversor y su vida útil prevista, ya que los inversores suelen necesitar sustitución antes que los paneles
- Pruebas de las cualificaciones que se exigen a los instaladores en tu país
- Todos los costes, incluidos permisos, conexión a la red y cualquier mantenimiento
Pide varios presupuestos y compara la producción estimada por unidad de capacidad instalada, además del precio.
Errores comunes
- Elegir solo por la potencia de los paneles. La orientación del tejado, la sombra y las pérdidas pueden importar más.
- Ignorar la sombra. Revisa si hay árboles, chimeneas y futuras construcciones.
- Esperar energía de respaldo completa de un sistema básico conectado a la red. La mayoría se apaga durante un corte, salvo que estén diseñados de otro modo.
- Sobredimensionar para exportar. Si la energía exportada se paga poco en tu zona, dimensiona el sistema para tu propio consumo.
- Saltarse la normativa local. Los permisos, la conexión a la red y los esquemas de pago varían según la región.
- Olvidar el mantenimiento. Vigila la producción para detectar a tiempo un inversor averiado o unos paneles sucios.
Preguntas frecuentes
¿Funcionan los paneles solares en días nublados?
Sí, pero con una producción mucho menor. Los paneles siguen captando luz difusa, aunque un cielo muy cubierto puede reducir bastante la producción en comparación con un día despejado.
¿Cuánto duran los paneles solares?
Se espera que muchos paneles de silicio duren 25 años o más y sigan produciendo más del 80 % de su rendimiento original. Los inversores suelen tener una vida más corta, así que prevé sustituirlo durante la vida del sistema.
¿Funcionan los paneles en climas fríos?
Sí. El frío no los daña y, a menudo, los paneles son algo más eficientes cuando están frescos. Los factores limitantes son la cantidad de luz diurna en invierno y la nieve acumulada.
¿Se pueden reciclar los paneles solares?
Muchos componentes, como el vidrio, los marcos de aluminio y algunos metales, se pueden reciclar, pero las instalaciones y las normas de reciclaje varían según el país. Pregunta al instalador o al fabricante por las opciones de recogida o reciclaje.
Próximos pasos
- Consulta tu consumo eléctrico anual en tus facturas y anota a qué horas del día consumes más.
- Observa tu tejado o terreno para ver la orientación, la inclinación y la sombra, y busca las horas solares pico típicas de tu zona en un mapa solar nacional o regional.
- Solicita varios presupuestos por escrito y compara la producción anual estimada, las garantías y la capacidad de respaldo.
- Consulta a tu compañía eléctrica o al regulador las normas de conexión y las de venta del excedente.
