¿Puedo utilizar un panel solar con luz artificial?

En los últimos 10 años, el cambio climático ha pasado a ocupar un lugar destacado en las agendas políticas de todo el mundo: ¿cuáles son las causas y cómo podemos minimizar su impacto? A medida que la gente comienza a darse cuenta de que los recursos de la Tierra son limitados, aumenta la demanda de tecnología verde. Entre estas innovaciones ecológicas, los paneles solares han demostrado ser particularmente populares. Pero ¿qué pasa con aquellos que viven en climas más nublados y apagados? ¿Podrán utilizar el recurso más abundante del mundo? ¿Es posible utilizar paneles solares también con luz artificial?

Luz del sol vs. luz artificial

Los paneles solares están diseñados específicamente para capturar la luz solar. Sin embargo, los paneles aún pueden cargar una batería utilizando otras formas de luz visible. La luz artificial proviene de muchas fuentes diferentes, pero en promedio suele ser mucho menos intensa y efectiva que la luz solar natural.

Si bien puede parecer contradictorio cargar una luz eléctrica con otra luz eléctrica, hay algunas situaciones en las que esto puede ser una ventaja. Por ejemplo, puedes ahorrar energía cargando una batería solar dentro de tu casa mientras realizas tus actividades diarias. Una vez que se pone el sol, simplemente puedes volver a dejarlos afuera. Alternativamente, puedes cargar la batería en un lugar público bien iluminado si no tienes acceso a una toma de corriente o al sol.

En lo que respecta a la iluminación doméstica normal, las bombillas incandescentes emiten longitudes de onda más cercanas a la luz solar. Desafortunadamente, las luces incandescentes son cada vez más raras a medida que los propietarios cambian a bombillas LED más eficientes. Si tienes una luz incandescente en tu casa, intenta colocar el panel solar lo más cerca posible de la luz.

La importancia de los lúmenes

Los lúmenes son la medida del brillo. Al cargar un panel solar, recomendamos elegir una fuente de luz artificial que tenga el mayor número de lúmenes, ya que será la más intensa. Esta intensidad “imitará” el poder del Sol, ayudando a cargar su panel solar de la manera más rápida y eficiente posible.

Una forma aproximada de estimar cuántos lúmenes produce una bombilla doméstica es observar la potencia. Básicamente, una mayor potencia equivale a más lúmenes. Como referencia, la luz del sol en un día de verano mide aproximadamente 10.000 lúmenes por pie cuadrado.

Cuanto más se acerque a este número, más rápido se cargarán las luces solares bajo la luz artificial. Los LED son increíblemente eficientes energéticamente con cerca de 1/10 del consumo de potencia de una bombilla incandescente.

¿Pueden las luces LED alimentar paneles solares?

Sí, la tecnología solar se puede alimentar con luces LED, aunque no tan eficientemente como la luz solar. Esto se debe a que los LED emiten espectros de luz similares a la luz solar natural. Sin embargo, la salida de lúmenes, la temperatura de color y la distancia de una bombilla LED afectarán la cantidad de energía que puede producir un panel solar.

A medida que los paneles solares se vuelven más accesibles, se están implementando en una gama más amplia de dispositivos. Pero todavía hay dudas sobre la eficiencia de los paneles solares cuando no hay luz solar. Echemos un vistazo a cómo funcionan los paneles solares, qué condiciones los afectan y si los LED pueden cargarlos.

¿Los paneles solares necesitan sol o solo luz?

Antes de pasar a los LED, conviene explicar cómo funcionan los paneles solares. La Agencia Internacional de Energía señala que los paneles solares son la fuente de energía alternativa de más rápido crecimiento en el mundo.

Los sistemas de energía solar utilizan un fenómeno físico llamado efecto fotovoltaico, que es la idea de que la luz solar puede generar electricidad. El efecto fotovoltaico (PV) fue establecido por primera vez en 1839 por el científico francés Edmund Becquerel.

Los paneles solares modernos están hechos de semiconductores llamados silicio. Al igual que las luces LED, se les llama semiconductores porque cada celda tiene dos capas; uno con carga positiva y otro con carga negativa. Dentro de cada capa hay un montón de átomos densamente empaquetados.

Cuando la luz del sol incide sobre la célula solar, estos átomos se alteran. Los fotones de luz separan electrones de los átomos, que a su vez generan electricidad.

Luego, la electricidad se utiliza para alimentar dispositivos o se almacena en una batería. Este proceso funciona porque las células del panel solar coinciden aproximadamente con el espectro del sol, lo que permite que la luz sea absorbida.

Básicamente, esto significa que las luces artificiales también se pueden utilizar para alimentar paneles solares siempre que el espectro de luz que emitan sea similar al de la luz solar.

¿La temperatura de color de la luz afecta a los paneles solares?

Teniendo esto en cuenta, veamos los factores que inciden en el efecto fotovoltaico. El sol emite energía en forma de ondas electromagnéticas, concretamente ultravioleta, luz visible o infrarroja.

La mayoría de las ondas ultravioleta e infrarrojas se utilizan o se pierden a medida que viajan desde el sol a la tierra. Por tanto, la irradiancia más alta se obtiene en la región de luz visible. Esta región incluye todos los colores del arco iris y su longitud de onda varía de 400 a 780 nanómetros.

Partiendo de esto, los fabricantes optimizan sus paneles solares para que absorban principalmente longitudes de onda de luz visibles. Esto significa que se desperdician ondas ultravioleta más cortas y ondas infrarrojas más largas.

Las longitudes de onda más cortas atravesarán la célula solar, pero las longitudes de onda más largas no tendrán suficiente energía para separar los electrones de los átomos.

En última instancia, esto significa que el color de la luz artificial tiene un impacto significativo en la cantidad de energía que puede producir un panel solar. ¿Pero qué significa esto para los LED?

Al igual que el sol, los LED emiten ondas de luz visible, infrarroja y ultravioleta. La proporción de cada uno depende de la temperatura de color de la bombilla. La temperatura de color se refiere al tono de luz blanca que se emite, se mide en grados Kelvin (K).

Los LED están disponibles en una variedad de temperaturas de color. Como punto de referencia, la temperatura de color de la luz solar ronda los 5900K. Por lo tanto, los LED cercanos a esta temperatura de color serán los más eficientes.

Las bombillas con temperaturas de color más bajas (1000 – 5000 K) emitirán tonos más cálidos que contienen más ondas infrarrojas. Pero las bombillas con temperaturas de color más altas (5.000 – 10.000 K) emitirán tonos más fríos que contienen más longitudes de onda ultravioleta.

Dado que los paneles solares no están diseñados para absorber ondas infrarrojas o ultravioleta, las bombillas LED extremadamente frías o extremadamente calientes no generarán mucha energía. Por lo tanto, al elegir una bombilla LED para alimentar sus paneles solares, busque una temperatura de color entre 5000 y 6000K.

Luz solar indirecta

Puede resultar sorprendente saber que los paneles solares en realidad no necesitan luz solar directa para cargar una batería. Una fuente indirecta aún puede proporcionar cierto nivel de carga utilizando sus paneles solares. Si la luz solar directa no es una opción, un lugar brillante pero con sombra puede funcionar en caso de necesidad.

Una forma de maximizar la eficiencia con luz solar indirecta es colocar superficies reflectantes o espejos alrededor de los paneles solares. Esto ayudará a dirigir más luz solar hacia los paneles sin tener que moverlos físicamente. Lo mejor es un espejo, pero también puede funcionar un objeto grande, plano y blanco.

Cuando utilice espejos, elija algunos que sean al menos el doble del tamaño de sus paneles solares. Esto asegurará que el panel reciba la mayor cantidad de luz solar posible. También se recomienda reposicionar los espejos a medida que el sol se mueve a lo largo del día.