Desde hace décadas, estos dispositivos captadores de radiación solar se consideran una prometedora fuente de energía alternativa. Hoy pueden verse en tejados y señales de tráfico, y los científicos los usan para impulsar sus sondas espaciales.
Básicamente, un panel solar funciona al facilitar que los fotones —las partículas de luz— liberen a los electrones de los átomos. Con ello se genera un flujo de electricidad. Hoy los paneles solares están formados por muchas unidades más pequeñas, las células fotovoltaicas —que significa que convierten la luz del sol en electricidad—.
Cómo funciona una célula fotovoltaica
Cada célula fotovoltaica es una especie de sándwich entre dos planchas de materiales semiconductores, por lo general, silicio, el mismo elemento que se emplea en microelectrónica.
Para funcionar, estas células necesitan establecer un campo eléctrico. Igual que ocurre con un campo magnético —que surge cuando hay polos opuestos—, se crea un campo eléctrico cuando dos cargas opuestas se separan. Para lograrlo, los fabricantes rellenan el silicio con otros materiales para de esta manera dar a cada placa del sándwich una carga eléctrica positiva o negativa.
En la capa superior, se incluye fósforo para dotarla de electrones extra —con carga negativa—. Mientras, la capa inferior se enriquece con una dosis de boro, que tiene más protones —y carga positiva—. Todo ello da lugar al campo eléctrico que se forma entre las capas de silicio.
Entonces, cuando un fotón de la luz solar golpea a un átomo, libera un electrón y el campo eléctrico expulsa a ese electrón fuera de la juntura de silicio.
Del electrón al enchufe: el camino de la electricidad solar
Un par de componentes más de la célula fotovoltaica se encargan de transformar esos electrones en energía utilizable. Las placas metálicas conductoras que tiene a los lados recogen los electrones y los transfieren al cableado eléctrico. A partir de ahí, pueden fluir como cualquier otra fuente de electricidad.
Recientemente, los investigadores han diseñado células solares ultrafinas y flexibles. Tienen solo 1,3 micras de grosor —una centésima parte del diámetro de un pelo humano— y pesan veinte veces menos que una hoja de papel.
De hecho, son tan ligeras que podrían flotar sobre una pompa de jabón. Al mismo tiempo, pueden producir energía con la misma eficiencia que los paneles solares convencionales, según afirmaban en un estudio publicado en 2016 en la revista Organic Electronics. Células como estas podrían integrarse en la arquitectura, la tecnología aeroespacial o, incluso, en los dispositivos llamados wearables o ponibles.
Asimismo, existen otros tipos de tecnologías basadas en el sol, como la energía solar térmica y la energía termosolar de concentración, que funcionan de manera distinta a los paneles fotovoltaicos. Ahora bien, todas ellas usan el poder de la luz de nuestra estrella para crear electricidad o para calentar agua o aire.
Todo apunta a que, con los avances tecnológicos, se irán consolidando como una fuente de energía alternativa más limpia, eficiente y sostenible.
Mitos bajo el sol: verdades y cuidados de la energía solar en casa
Durante años, se ha repetido la idea de que los paneles solares solo funcionan en lugares cálidos y soleados, como si estuvieran reservados para tejados rurales perdidos entre desiertos o montañas. Pero la realidad es muy distinta.
En países como Alemania o el Reino Unido —con climas fríos y cielos cubiertos la mayor parte del año— la energía solar ha encontrado terreno fértil. ¿La razón? Los paneles actuales pueden capturar incluso la luz difusa que atraviesa las nubes, y de hecho, rinden mejor a bajas temperaturas, donde el silicio pierde menos eficiencia. Así que no, ni el frío ni las nubes son enemigos de esta tecnología.
Otro mito persistente es que mantener un sistema solar en casa es costoso o complicado. La verdad es que los paneles requieren muy poco mantenimiento. Basta con que estén limpios para que funcionen de forma óptima, y en la mayoría de regiones, la lluvia se encarga de eliminar la suciedad superficial.
Solo en zonas muy polvorientas o con muchos excrementos de aves se recomienda una limpieza más frecuente, idealmente con agua y un cepillo suave. Además, una revisión técnica anual por parte de un profesional es suficiente para asegurar que las conexiones eléctricas, los inversores y la estructura siguen funcionando como el primer día.
Quizá el cambio más importante no sea técnico, sino cultural. Aunque muchas personas aún ven los paneles solares como algo experimental o rural, hoy existen instalaciones urbanas tan eficientes como las del campo, desde edificios residenciales hasta bloques enteros conectados a comunidades energéticas.
Fin de ciclo: ¿qué sucede cuando los paneles solares llegan al final de su vida útil?
Cuando los paneles alcanzan los 25–30 años de vida, están listos para ser reemplazados. Sin embargo, el reciclaje de estos dispositivos enfrenta varios desafíos. En países como Estados Unidos, solo alrededor del 10 % de los paneles son reciclados; el resto termina en vertederos debido a los costos del proceso.
Esta práctica no solo produce grandes residuos conglomerados, sino que también desperdicia materiales valiosos como aluminio, vidrio, cobre y silicio, presentes en gran proporción en los paneles.
Afortunadamente, están surgiendo soluciones tecnológicas que mejoran la eficiencia del reciclaje. Algunas empresas aseguran recuperar hasta el 95 % del valor de un panel, devolviendo materiales útiles al ciclo productivo. En Europa, la normativa WEEE obliga a los fabricantes a financiar el reciclaje.
Sin embargo, aún quedan limitaciones: el silicio y los metales preciosos como la plata requieren procesos químicos complejos y caros, y no todos los países cuentan con infraestructura adecuada. En algunos lugares, gran cantidad de residuos fotovoltaicos se gestionan de forma informal, sin controles ni sistemas de reutilización, lo que genera impactos ambientales crecientes.
Nuevas tecnologías solares: ¿qué viene después?
El futuro de la energía solar ya brilla con innovaciones que van más allá de los paneles de silicio tradicionales. Entre ellas, destacan las células solares orgánicas (OPV), que combinan polímeros conductores con flexibilidad y ligereza. Estas células, según el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos, han alcanzado eficiencias certificadas de hasta el 18,2 %, y su capacidad para ser impresas en rollo las hace ideales para su integración en fachadas, interiores e incluso pequeñas pantallas.
Por otro lado, las perovskitas están revolucionando el campo fotovoltaico. Estos materiales prometen eficiencia elevada con bajo coste de producción, aunque aún requieren mejoras en durabilidad. En Japón, por ejemplo, se ha lanzado un plan de inversión para fabricar masivamente células perovskita ultrafinas.
Asimismo, aparecen tecnologías altamente disruptivas como las células transparentes, capaces de capturar luz ultravioleta e infrarroja, pero permanecer invisibles. Investigadores de Michigan State University ya han desarrollado ventanas solares funcionales, con una transparencia del 100 % y una eficiencia actual del 1–5 %, suficientes para generar electricidad sin obstruir la vista.
También hay avances en tejidos solares, donde las células se integran en fibras y pueden alimentar dispositivos portátiles o instalaciones emergentes. Con estos desarrollos, la energía solar se vuelve más versátil, adaptable y perfecta para entornos urbanos y móviles, abriendo la puerta a un futuro donde prácticamente cualquier superficie pueda convertirse en fuente de energía limpia.
Referencias
- Agencia Europea de Medio Ambiente. (s.f.). Recycling from green technology. European Zero Pollution Dashboards. https://www.eea.europa.eu/en/european-zero-pollution-dashboards/indicators/recycling-from-green-technology
- Maisch, P., Tam, K. C., Lucera, L., Egelhaaf, H. J., Scheiber, H., Maier, E., & Brabec, C. J. (2016). Inkjet printed silver nanowire percolation networks as electrodes for highly efficient semitransparent organic solar cells. Organic Electronics. doi: 10.1016/j.orgel.2016.08.006
- National Renewable Energy Laboratory. (s.f.). Organic Photovoltaic Solar Cells. https://www.nrel.gov/pv/organic-photovoltaic-solar-cells
