Un panel solar es un dispositivo destinado a absorber energía de los rayos del sol, ya sea para uso inmediato o para almacenamiento. Hay dos tipos principales de paneles solares: módulos fotovoltaicos y colectores solares térmicos. Los módulos fotovoltaicos están destinados a convertir la energía del sol en energía eléctrica, para alimentar cosas como luces, computadoras o automóviles. Los colectores solares térmicos están construidos para absorber la energía del sol directamente como energía térmica y, a menudo, se utilizan para calentar agua para duchas o para calentar agua que puede pasar a través de una estructura para calentarla.
El primer tipo de panel solar, el módulo fotovoltaico, es en realidad una colección de varias células solares. Múltiples paneles solares comprenden una matriz solar o matriz fotovoltaica. Las células solares se combinan en un solo panel solar para facilitar su uso y ahorrar de escala. Al combinarlos en paneles manejables, se vuelven más fáciles de transportar e instalar, y la electrónica utilizada para procesarlos puede ser compartida por varias células solares diferentes.
El tipo más común de panel solar utiliza silicio cristalino en forma de obleas o películas delgadas compuestas de silicio o telururo de cadmio. Cuando la luz incide en el panel solar, parte de la energía luminosa se absorbe en el semiconductor que lo forma, liberando electrones. Estos electrones luego son forzados en una dirección, creando una corriente, que luego puede ser capturada, convertida y utilizada para alimentar lo que sea que la necesitemos. Es un concepto bastante básico, pero hay un mundo fascinante de innovación y descubrimiento actualmente en curso para desbloquear el poder del panel solar.
Una de las preocupaciones más inmediatas con un panel solar es cómo obtener la mayor cantidad de energía de la menor cantidad de área. Un panel solar es caro y ocupa espacio, por lo que tiene que ser económico tanto desde el punto de vista financiero como desde la perspectiva de la huella, para que valga la pena instalarlos en lugar de tomar la electricidad de una red. Los paneles solares de consumo funcionan actualmente con una eficiencia de entre el 5% y el 18%, y este número ha aumentado significativamente en la última década. Existe una industria robusta construida en torno a la producción de paneles solares innovadores que pueden absorber aún más luz solar, y parece probable que los paneles solares asequibles para el consumidor que absorban del 20% al 30% estén disponibles en poco tiempo.
También hay planes más exóticos en la tienda para aumentar la eficiencia de manera masiva, con muchos diseños teóricos que esperan una eficiencia de hasta el 50%. Esto tiene implicaciones para una amplia gama de aplicaciones, desde la alimentación de hogares hasta vehículos y naves espaciales. Otra innovación en el diseño de paneles solares intenta hacer que los paneles sean increíblemente delgados, transparentes y flexibles, de modo que puedan colocarse en cosas como ventanas, eliminando virtualmente su huella.
El otro tipo de panel solar, el colector solar térmico, se ha utilizado durante cientos de años de una forma u otra. Básicamente, la idea es colocar una masa de agua en un recipiente y hacer que ese recipiente absorba tanta energía luminosa como sea posible, más simplemente pintándolo de negro. Esto luego calienta el agua, que puede usarse para muchos propósitos diferentes. Mucha gente usa la calefacción solar forzada para calentar sus casas, haciendo correr esta agua caliente a través de tuberías en los pisos o paredes, que luego irradia y calienta el aire en el interior.