How do solar panels work? - Richard Komp

Traductor: Ciro Gomez Revisor: Emma Gon

The Earth intercepts a lot of solar power:

La Tierra capta gran cantidad de energía solar:

173 thousand terawatts.

173 000 teravatios.

That's ten thousand times more power than the planet's population uses.

Eso es 10 000 veces más energía que la que usa la población del planeta.

So is it possible that one day

¿Entonces es posible que un día

the world could be completely reliant on solar energy?

el mundo pudiera ser completamente dependiente de la energía solar?

To answer that question,

Para responder esto,

we first need to examine how solar panels convert solar energy to electrical energy.

primero hay que examinar cómo los paneles solares

convierten la energía solar en eléctrica.

Solar panels are made up of smaller units called solar cells.

Los paneles solares se componen

de unidades más pequeñas llamadas celdas solares.

The most common solar cells are made from silicon,

Las celdas solares más comunes están hechas de silicio,

a semiconductor that is the second most abundant element on Earth.

un semiconductor que es el segundo elemento más abundante en la Tierra.

In a solar cell,

En una celda solar,

crystalline silicon is sandwiched between conductive layers.

el silicio cristalino se intercala entre las capas conductoras.

Each silicon atom is connected to its neighbors by four strong bonds,

Cada átomo de silicio está conectado a sus vecinos por cuatro enlaces fuertes,

which keep the electrons in place so no current can flow.

que mantienen los electrones en su lugar por lo que no puede fluir corriente.

Here's the key:

Aquí está la clave:

a silicon solar cell uses two different layers of silicon.

una celda solar de silicio usa dos capas diferentes de silicio.

An n-type silicon has extra electrons,

Una de silicio de tipo N tiene electrones adicionales,

and p-type silicon has extra spaces for electrons, called holes.

y la de tipo P tiene espacios adicionales para los electrones, llamados agujeros.

Where the two types of silicon meet,

Cuando los dos tipos se encuentran,

electrons can wander across the p/n junction,

los electrones pueden pasear por toda la unión P/N,

leaving a positive charge on one side

dejando una carga positiva en un lado

and creating negative charge on the other.

y creando una carga negativa en la otra.

You can think of light as the flow of tiny particles

Puedes pensar en la luz como el flujo de partículas diminutas

called photons,

llamadas fotones,

shooting out from the Sun.

disparados desde el Sol.

When one of these photons strikes the silicon cell with enough energy,

Cuando uno de estos fotones incide en la celda de silicio con suficiente energía,

it can knock an electron from its bond, leaving a hole.

puede golpear un electrón de su enlace, dejando un agujero.

The negatively charged electron and location of the positively charged hole

El electrón cargado negativamente y la ubicación del orificio de carga positiva

are now free to move around.

ahora están libres para moverse.

But because of the electric field at the p/n junction,

Pero debido al campo eléctrico en la unión P/N,

they'll only go one way.

estos solo van en una dirección.

The electron is drawn to the n-side,

El electrón es atraído por el lado N,

while the hole is drawn to the p-side.

mientras que el agujero lo atrae al lado P.

The mobile electrons are collected by thin metal fingers at the top of the cell.

Los electrones móviles son recogidos

por finos dedos de metal en la parte superior de la celda.

From there, they flow through an external circuit,

De ahí, fluyen a través de un circuito externo,

doing electrical work,

haciendo trabajo eléctrico

like powering a lightbulb,

como encender una bombilla,

before returning through the conductive aluminum sheet on the back.

antes de volver por la capa de aluminio conductora en la parte posterior.

Each silicon cell only puts out half a volt,

Cada celda de silicio solo pone la mitad de un voltio,

but you can string them together in modules to get more power.

pero puedes unirlas en módulos para obtener más energía.

Twelve photovoltaic cells are enough to charge a cellphone,

12 celdas fotovoltaicas son suficientes para cargar un teléfono móvil,

while it takes many modules to power an entire house.

mientras que se necesitan muchos módulos para alimentar una casa entera.

Electrons are the only moving parts in a solar cell,

Los electrones son las únicas partes móviles en una celda solar,

and they all go back where they came from.

y todos vuelven a su origen.

There's nothing to get worn out or used up,

No hay nada que se desgaste o agote,

so solar cells can last for decades.

así que las celdas solares pueden durar décadas.

So what's stopping us from being completely reliant on solar power?

Entonces, ¿qué nos impide depender totalmente de la energía solar?

There are political factors at play,

Hay factores políticos en juego,

not to mention businesses that lobby to maintain the status quo.

por no hablar de empresas que presionan para mantener el statu quo.

But for now, let's focus on the physical and logistical challenges,

Pero por ahora, vamos a centrarnos en los desafíos físicos y logísticos,

and the most obvious of those

y el más obvio de estos

is that solar energy is unevenly distributed across the planet.

es que la energía solar se distribuye de manera desigual en todo el planeta.

Some areas are sunnier than others.

Algunas zonas son más soleadas que otras.

It's also inconsistent.

También es inconsistente.

Less solar energy is available on cloudy days or at night.

Está disponible menos energía solar en los días nublados o de noche.

So a total reliance would require

Así, una total dependencia requeriría

efficient ways to get electricity from sunny spots to cloudy ones,

formas eficientes de llevar electricidad de los puntos soleados a los nublados,

and effective storage of energy.

y almacenar eficazmente la energía.

The efficiency of the cell itself is a challenge, too.

La eficiencia de la propia celda es un reto, también.

If sunlight is reflected instead of absorbed,

Si la luz del Sol se refleja en lugar de absorberse,

or if dislodged electrons fall back into a hole before going through the circuit,

o si los electrones desprendidos caen en un agujero antes de pasar por el circuito,

that photon's energy is lost.

la energía del fotón se pierde.

The most efficient solar cell yet

La celda solar más eficiente

still only converts 46% of the available sunlight to electricity,

todavía solo convierte 46 % de la luz solar disponible en electricidad,

and most commercial systems are currently 15-20% efficient.

y la mayoría de los sistemas comerciales son actualmente 15 a 20 % eficientes.

In spite of these limitations,

A pesar de estas limitaciones,

it actually would be possible

en realidad sería posible

to power the entire world with today's solar technology.

dar energía al mundo entero con la tecnología solar de hoy.

We'd need the funding to build the infrastructure

Necesitaríamos financiación para construir la infraestructura

and a good deal of space.

y gran cantidad de espacio.

Estimates range from tens to hundreds of thousands of square miles,

Las estimaciones van desde decenas a cientos de miles de kilómetros cuadrados,

which seems like a lot,

que parece mucho,

but the Sahara Desert alone is over 3 million square miles in area.

pero solo el desierto del Sahara es cerca de 8 millones de km2 de superficie.

Meanwhile, solar cells are getting better, cheaper,

Entre tanto, las celdas solares son cada vez mejores, más baratas,

and are competing with electricity from the grid.

y compiten con la electricidad de la red.

And innovations, like floating solar farms, may change the landscape entirely.

E innovaciones, como parques solares flotantes,

pueden cambiar el panorama por completo.

Thought experiments aside,

Experimentos mentales aparte,

there's the fact that over a billion people

está el hecho de que más de mil millones de personas

don't have access to a reliable electric grid,

no tienen acceso a una red eléctrica fiable,

especially in developing countries,

especialmente en los países en desarrollo,

many of which are sunny.

muchos de los cuales son soleados.

So in places like that,

Así que en lugares así,

solar energy is already much cheaper and safer than available alternatives,

la energía solar ya es mucho más barata

y más segura que las alternativas disponibles,

like kerosene.

como el queroseno.

For say, Finland or Seattle, though,

Sin embargo, Finlandia o Seattle, por ejemplo

effective solar energy may still be a little way off.

la energía solar efectiva aún puede estar un poco más lejos.