¿Pueden las luces LED alimentar los paneles solares?

En los últimos 10 años, el cambio climático ha saltado a la primera línea de las agendas políticas de todo el mundo: ¿Qué lo causa y cómo podemos minimizar su impacto? A medida que la gente empieza a darse cuenta de que los recursos de la Tierra son finitos, aumenta la demanda de tecnología ecológica.

Entre estas innovaciones ecológicas, los paneles solares han demostrado ser especialmente populares. Pero ¿Qué pasa con los que viven en climas más nublados y apagados, pueden hacer uso del recurso más abundante del mundo?

Sí, la tecnología solar puede alimentarse con luces LED, aunque no con la misma eficacia que la luz solar. Esto se debe a que los LEDs emiten espectros de luz similares a los de la luz solar natural. Sin embargo, la potencia en lúmenes, la temperatura de color y la distancia de una bombilla LED influyen en la cantidad de energía que puede producir un panel solar.

¿Los paneles solares necesitan sol o sólo luz?

Antes de hablar de los LED, conviene explicar cómo funcionan los paneles solares.

La energía solar es la fuente de energía alternativa de más rápido crecimiento en el mundo.

Los sistemas de energía solar aprovechan un fenómeno físico llamado efecto fotovoltaico, que consiste en que la luz del sol puede generar electricidad.

El efecto fotovoltaico fue establecido por primera vez en 1839 por el científico francés Edmund Becquerel.

Los paneles solares modernos están hechos de unos semiconductores llamados silicio. Al igual que las luces LED, se llaman semiconductores porque cada célula tiene dos capas: una con carga positiva y otra con carga negativa.

Dentro de cada capa hay un montón de átomos densamente empaquetados.

Cuando la luz solar incide en la célula solar, estos átomos se alteran. Los fotones de la luz desprenden electrones de los átomos, lo que a su vez genera electricidad.

La electricidad se utiliza entonces para alimentar dispositivos o se almacena en un banco de reserva.

Este proceso funciona porque las células de los paneles solares coinciden aproximadamente con el espectro del sol, lo que permite absorber la luz.

En esencia, esto significa que las luces artificiales también pueden utilizarse para alimentar los paneles solares siempre que el espectro de luz que emitan sea similar al de la luz solar.

¿Afecta la temperatura del color de la luz a los paneles solares?

Teniendo esto en cuenta, veamos los factores que influyen en el efecto fotovoltaico.

El sol emite energía en forma de ondas electromagnéticas, concretamente ultravioleta, luz visible o infrarroja.

La mayor parte de las ondas ultravioletas e infrarrojas se utilizan o se pierden en el viaje del sol a la tierra. Así que la mayor irradiación se obtiene de la región de la luz visible.

Esta región incluye todos los colores del arco iris y su longitud de onda oscila entre 400 y 780 nanómetros.

Basándose en esto, los fabricantes optimizan sus paneles solares para que absorban principalmente las longitudes de onda de la luz visible.

Esto significa que las ondas ultravioletas más cortas y las ondas infrarrojas más largas se desperdician.

Las longitudes de onda más cortas atraviesan la célula solar, pero las más largas no tienen suficiente energía para desprender 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?

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Al igual que el sol, los LEDs emiten luz visible, infrarroja y ultravioleta.

La proporción de cada una 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 LEDs están disponibles en una variedad de temperaturas de color. Como punto de referencia, la temperatura de color de la luz solar es de unos 5900K. Por lo tanto, los LEDs que se acerquen a esta temperatura de color serán los más eficientes.

Las bombillas con temperaturas de color más bajas (1000 – 5000K) emitirán tonos más cálidos que contienen más ondas infrarrojas.

Pero las bombillas con temperaturas de color más altas (5000 – 10.000K) emitirán tonos más fríos que contienen más longitudes de onda ultravioleta.

Dado que los paneles solares no están diseñados para absorber las ondas infrarrojas o ultravioletas, las bombillas LED extremadamente frías o cálidas no generarán mucha energía.

Por lo tanto, a la hora de elegir una bombilla LED para alimentar los paneles solares, hay que buscar una temperatura de color entre 5000 y 6000K.

¿Puede la luz LED cargar un reloj solar?

¿Qué significa esto para la tecnología de energía solar? Los paneles de los relojes solares suelen tener sólo un par de centímetros de longitud, así que seguramente una bombilla LED puede proporcionarles rápidamente la carga suficiente.

Por desgracia, no es tan sencillo.

Una bombilla LED no sustituye al sol. En un día típico de verano, el sol produce unos 1000 vatios de energía solar por metro cuadrado. Las bombillas LED, en cambio, suelen tener una potencia de entre 5 y 15 W, y emiten entre 300 y 500 lúmenes.

Esto significa que se necesitará mucho más tiempo para alimentar un reloj solar con una luz LED que con la luz solar. En algunos casos, una carga de 15 minutos al sol equivale a unas 8 – 10 horas de exposición de los LED.

Además, los días nublados hacen que los paneles solares se carguen 5 veces más lentamente. Por lo tanto, incluso en un día nublado, un reloj solar se cargará más rápido en el exterior que bajo una luz LED.

Así que la respuesta corta es que sí se puede cargar un reloj solar con una bombilla LED, pero si es eficiente hacerlo es una cuestión diferente.

¿Es la iluminación LED una buena alternativa para alimentar paneles solares en interiores?

Si su dispositivo que funciona con energía solar se ha quedado sin carga y es de noche, ¿Qué puede hacer?

En esta situación, cargar el panel solar con una luz LED es una buena solución. En comparación con las bombillas tradicionales, los LED son una fuente de luz direccional.

Esto significa que el LED puede apuntar directamente al panel solar para maximizar su impacto.

Las bombillas CFL (fluorescentes compactas), en cambio no son direccionales, lo que significa que su luz es menos intensa, ya que se dispersa en todas las direcciones.

Cuando se cargan los paneles solares, esto es una desventaja, ya que llegará menos luz al panel, lo que equivale a menos carga.

A pesar de ello, los LED sólo deberían utilizarse para cargar paneles solares cuando no haya otra opción. Esto se debe a que es contrario a la intuición.

Los paneles solares están diseñados para reducir nuestra huella en el planeta utilizando la energía renovable del sol.

Mientras que la luz del sol es gratuita, la luz de un LED no lo es. La electricidad utilizada para alimentar un LED procede de la red nacional, que crea electricidad quemando combustibles fósiles.

Esto se ve agravado por el hecho de que los LED tardan más en producir la misma cantidad de energía que el sol, por lo que el LED necesitará mucha electricidad.

Si está planeando un sistema de paneles solares que se basa en el uso de LEDs, ¡puede que quiera pensarlo de nuevo!

Conclusión

En resumen, las luces LED pueden alimentar los paneles solares, y lo harán de forma más eficaz que los tipos tradicionales de bombillas.

Pero cargar los paneles solares con luces LED es muy poco práctico, por lo que sólo debería utilizarse cuando no haya luz solar, es decir, por la noche.

En cualquier caso, espero que esto no sea un problema durante mucho tiempo, ya que la tecnología solar está avanzando rápidamente.

En los últimos años, científicos chinos han desarrollado incluso innovadores paneles solares recubiertos de grafeno que producen electricidad a partir de las gotas de lluvia.