Los paneles solares son sin duda el dispositivo más reconocido mundialmente en el ámbito de la generación de energía eléctrica a partir del sol. La mayoría de las personas que desean hacer la transición a energía solar, muy acertadamente piensa inmediatamente en adquirir paneles solares, sin embargo, desconoce que un sistema solar cuenta con más elementos obligatorios.

Una planta solar de generación eléctrica requiere paneles solares, equipos para “combinar” la potencia producida de cada uno, equipos para unirse a la red de consumo y materiales de sujeción. Es más apropiado y correcto llamar las cosas por su nombre, en vez de decir que necesitamos o queremos paneles solares, debemos pensar en plantas solareso plantas de generación de energía fotovoltaica.

Existen muchos tipos de paneles solares, éste que es el elemento de mayor relevancia en una planta solar tiene varias tecnologías disponibles en el mercado, pero el principio es el mismo: son una integración de materiales cerámicos y metálicos que transforman la energía de la luz del sol en electricidad de corriente continua (también llamada DC). Las verdaderas diferencias entre unos y otros se ven en su información técnica básica:

Potencia: la magnitud de la potencia de un panel es útil para dimensionar una planta solar al determinar la cantidad de paneles requeridos en un diseño. En el mercado se trabajan con paneles de más de 200W.

Eficiencia: La cantidad de energía que un panel puede transformar en electricidad DC de toda la que recibe en forma de luz. Se pueden encontrar eficiencias superiores a 12% en el mercado y cercanas al 20% en prototipos.

Dimensiones: Esta característica de cada panel permite saber cuánto espacio requiere una planta en el área de instalación.

Se debe procurar usar el mismo panel a través de toda la planta solar, así se disminuye la incertidumbre en los voltajes y las corrientes de trabajo, es decir que se conocerá con alta seguridad los rangos en los que está trabajando todo el sistema. Es muy importante asegurar la compatibilidad entre paneles para evitar problemas eléctricos y de seguridad que pueden salvar vidas y proteger equipos eléctricos.

En una planta solar los paneles se agrupan en arreglos en línea o paralelo y se interconectan con cable solar. El cable solar es un tipo de cable especial diseñado para ser muy resistente a condiciones arduas de temperatura, humedad y radiación, ya que se encuentra en la misma zona donde los paneles reciben la directamente la luz del sol y donde usualmente se presentan precipitaciones de lluvia o nieve, donde la velocidad del viento puede ser muy alta o incluso se puedan presentar inundaciones o tormentas de arena (como en el desierto).

Dentro del diseño se debe tener en cuenta que este cable debe recorrer toda la longitud de los arreglos que deben ir conectados y la cantidad de cajas combinadoras que los interconectan. Al final de la interconexión se obtendrá electricidad con un voltaje y una corriente específica máxima de salida que debe pasar por un paso adicional antes de integrarse a la red del edificio que tiene la planta.

En Colombia, la energía generada está usualmente destinada a alimentar edificios o equipos AC y para esto, la planta solar debe tener instalado al menos un Inversor, este es el paso previo a la integración de la red de consumo. Los inversores cumplen la función de transformar la corriente continua DC venida de los paneles en Alterna AC. Esto es necesario porque el sistema eléctrico de los edificios que se usa en Colombia funciona con AC a una frecuencia de 50/60Hz a 110/220/480V.

El inversor seleccionado debe cumplir con estas especificaciones y si la carga de corriente o Voltaje es demasiada (porque hay demasiados paneles) se debe usar más de un solo inversor. También existen en el mercado paneles AC que traen micro inversores incorporados que realizan el cambio DC/AC inmediatamente en el panel y evitan instalar inversores centrales o en línea, reduciendo la cantidad de cable y cajas combinadoras.

Hay un elemento opcional que hace parte de las plantas solares: los sistemas de almacenamiento de energía, estos le brindan autonomía al sistema. La autonomía es el número de horas que la planta puede entregar energía incluso después de que el sol ya no esté brillando.

Los sistemas de almacenamiento utilizan baterías para almacenar la energía y controladores de carga para proteger la vida de las baterías y evitar daños eléctricos por exceso o falta de carga. Las baterías pueden ser de distintos tipos como: litio, Plomo-ácido, níquel, entre otros, los controladores de carga cortan el flujo de energía cuando la batería está cargada o cuando está demasiado baja, y transfieren el exceso de energía para consumo directo.

Así como los paneles son los elementos más reconocidos de las plantas solares, los más desestimados son los sistemas de montaje. Estos sistemas son todos los mecanismos diseñados para la sujeción de los paneles a las áreas donde recibirán el sol.

Tienen una gran importancia porque aseguran la inclinación de los paneles (esto afecta directamente su eficiencia), también protegen la integridad de los mismos y ofrecen continuidad para la puesta a tierra y las conexiones eléctricas; incluso en muchos diseños de estas plantas se requiere que los inversores y sistemas de almacenamiento estén soportados también.

El factor determinante en la selección del sistema final de montaje es la superficie sobre la que se colocarán los paneles de la planta (concreto, tierra, techo, tejas metálicas, madera y todos los que se puedan usar en construcción),  por cada tipo de superficie existe un diseño. Los sistemas de sujeción protegen la instalación de la planta y hacen que requiera menor mantenimiento y gastos de seguridad.

En la tabla anterior se muestra que además de los paneles, toda planta solar de generación eléctrica requiere al menos 3 elementos adicionales. Por esta razón debemos cambiar nuestro lenguaje y en vez de hablar de paneles debemos hablar de plantas solares.