Los paneles solares o paneles fotovoltaicos (también se emplea el término «placas» o «módulos») son sin duda alguna la piedra angular de la energía solar fotovoltaica. El elemento, en definitiva, encargado de captar la radiación solar y transformarla en electricidad.
Sin embargo, hay un amplio abanico de paneles fotovoltaicos en el mercado, con características y tecnologías muy diversas.
Si quieres aprender a leer los nombres de las placas, sabiendo qué significan en ellos términos como «monocristalino», «PERC» o «Half-Cell»… ¡sigue leyendo!
¿Qué es un panel fotovoltaico?
Si una célula solar es capaz de generar una tensión de unas décimas de voltio y una potencia máxima de apenas 1 o 2 vatios… un panel solar, es decir, un conjunto de células fotovoltaicas conectadas entre sí (por lo general 60 ó 72), nos permite obtener voltajes y potencias mucho más elevadas.
Los paneles fotovoltaicos se pueden producir a raíz de muchos elementos distintos. Poco a poco, se van integrando nuevas tecnologías y procesos más eficientes en su producción.
A día de hoy, los paneles fotovoltaicos más empleados se componen de células de silicio. Esta tecnología puede aportar una vida útil de más de 30 años, según el caso, y los fabricantes tienden a garantizar que su rendimiento seguirá siendo, como poco, del 80% una vez transcurridos 25 años.
Además, a diferencia de otras tecnologías renovables, como la eólica, un panel fotovoltaico no contiene elementos móviles. Por lo tanto no son sólo durables como ya hemos visto, son tremendamente fiables y con un mantenimiento prácticamente nulo.
A veces, también se llama a los paneles fotovoltaicos «paneles solares».
Lo cierto es que dentro de lo que entendemos como panel solar, hay tres tecnologías distintas:-Fotovoltaicos (convierten la energía del sol en electrcidad).
-Térmicos (se emplean para generar calor)
-Paneles solares híbridos (fotovoltaico + térmico)
Módulos monocrislatinos frente a policristalinos
Una de las primeras dudas que tienen muchos clientes es sobre el tipo de célula de los paneles: monocristalina o policristalina.
Estos términos tienen que ver con el proceso de fabricación de las células de silicio… pero no vamos a entrar en términos muy técnicos. Basta con que sepas que las células monocristalinas presentan mayor pureza y eficiencia, mientras que las policristalinas son más baratas de producir.
Pero también hay una diferencia puramente estética, que será o no importante en la medida en la que tú le otorgues importancia a ese parámetro…. el color. Y algunas consideraciones a tener en cuenta respecto a las condiciones climáticas en las que trabaje el panel:
- Mientras que las primeras captan hasta un 20% de la energía presente en la luz en condiciones estándar (STC)*, los segundos llegan al 16%.
- Las células monocristalinas son por lo general más oscuras, tendiendo a gris o incluso negro, mientras que las policristalinas presentan un color azul oscuro.
- Los paneles solares monocristalinos funcionan mejor en climas fríos, mientras que los policristalinos rinden más en temperaturas cálidas. Ojo, a nuestros paneles «les gusta» la luz del sol, pero no el calor, cualquier panel sea del tipo que sea pierde rendimiento a medida que aumenta la temperatura.
* Las Condiciones Estándar de Prueba, STC por sus siglas en inglés, es la condición de prueba de rendimiento de salida del panel solar más empleada por la mayoría de fabricantes. Corresponde a una temperatura de 25ºC y una radiación solar de 1000 Vatios/m2.
Por lo general, los paneles fotovoltaicos policristalinos son más económicos, pero con la misma superficie un panel monocristalino posee mayor potencia. Si dispones de poco espacio en tu cubierta, sin ir más lejos, decantarse por paneles solares monocristalinos es siempre una buena opción.
PD: existen muchos más tipos de células solares, incluso orgánicas. Pero las omitimos aquí dado que nuestra intención es hacer un artículo para el público general con las tecnologías más extendidas actualmente.
Tecnologías integradas en los paneles fotovoltaicos
Dado que el sector fotovoltaico está en continuo movimiento, integrando nuevas tecnologías e innovando a fin de ofrecer soluciones más eficientes, hay diversas tecnologías presentes en el mercado que deberías conocer.
Celdas flexibles
Las nuevas tecnologías de producción han permitido producir celdas que permitan adaptarse a morfologías curvas, algo imposible de conseguir con los paneles convencionales.
Este tipo de placas fotovoltaicas flexibles son de uso común en el ámbito náutico o de las caravanas y autocaravanas, que buscan exprimir al máximo la superficie de la que disponen.
La potencia que ofrecen estos paneles, no obstante, es menor frente a sus homólogos de célula rígida.
Célula Partida (Half-Cell)
Los módulos fotovoltaicos de célula partida o HC (siglas de half-cell) no suponen una nueva tecnología, pero es ahora cuando están cobrando un gran protagonismo en el mercado.
Se estima que en menos de 5 años más del 50% de los paneles solares producidos sean de este tipo. ¿Pero qué son?
En la mayoría de paneles convencionales todas las células están conectadas en una única serie o cadena (string), que a su vez se divide en subcadenas gracias al empleo de diodos. Simplificando, cuando una sombra afecta a un grupo de células fotovoltaicas, se acciona un diodo y se produce un bypass para que el resto pueda seguir generando electricidad.
En un módulo fotovoltaico HC, sus células han sido partidas antes de colocarlas en la parte posterior del módulo y cada diodo agrupa dos subcadenas en lugar de una. ¿Un poco confuso? no importa… vamos a lo más relevante: ¿Qué ventajas ofrece esta tecnología?
El resultado principal es que el panel se comporta mejor ante las sombras.
Pero no sólo eso, al emplear células de la mitad de tamaño la intensidad de la corriente generada es también la mitad (manteniendo el voltaje). Lo que implica menos pérdidas térmicas, es decir, menos pérdidas por disipación de energía.
La única posible desventaja de de los paneles fotovoltaicos de célula partida es que cuentan con más conexiones y soldaduras. Lo que puede dar problemas de puntos calientes* en el futuro… por eso, aunque es siempre recomendable, en el caso de paneles de célula partida y desde SOLARIX recomendamos especialmente acudir siempre a primeras marcas.
*Los puntos calientes o «hot spot» en las placas solares son un fenómeno indeseado que consiste en la aparición de áreas de temperatura elevada localmente localizadas. Conllevan una pérdida de eficiencia y de la potencia de salida, acelerando además la degradación de los materiales. Suelen aparecer cuando se conectan en serie células que ofrecen distinta corriente…
Una nueva variante es la quarter-cell, que en lugar de células partidas en dos ofrece módulos con células partidas en cuatro partes.
PERC (Passivated Emitter Rear Cell)
La tecnología PERC es otra de las innovaciones fruto de la maduración y el desarrollo del sector fotovoltaico que mejoran el rendimiento de los paneles.
Consiste en colocar una capa adicional reflectante en la parte trasera del panel (dielectric layer) para poder aprovechar al máximo la radiación. Esta capa refleja de nuevo hacia la célula parte de los fotones que la atraviesan, aumentando de este modo la eficiencia total del panel.
Es decir, un panel fabricado con esta tecnología capta un mayor porcentaje de la radiación solar.
Placas solares bifaciales
Las placas solares convencionales son monofaciales, es decir, sólo capturan la luz del sol por una de sus caras, siendo la otra opaca. La energía que no es capturada por las células en la cara superior, se pierde (aunque los PERC logran como hemos visto reflejar parte de esa energía de nuevo hacia la célula).
Los paneles solares bifaciales son placas solares que producen por ambas caras. A tal fin, poseen células fotovoltaicas en la parte frontal y trasera.
Huelga decir que esta tecnología implica un incremento de la producción, y más relevante será este incremento si se instalan en superficies reflectantes o debidamente tratadas para que lo sean (pintadas, por ejemplo, con colores claros).
Para el ámbito doméstico y por el momento no suelen ser una opción realmente de interés. Pero sí para plantas fotovoltaicas de ámbito industrial.
Para instalar correctamente un panel bifacial hay que tener en cuenta todas las fuentes de radiación distintas que es capaz de captar: el albedo del suelo, la que emiten paneles situados detrás o la luz difusa que proyectan elementos colindantes del paisaje.
Bus Bar y Multi Bus Bar (BB y MBB)
Esta tecnología, ya consolidada, ha reducido los costes de la fotovoltaica aumentando también su eficiencia.
Los Bus Bar son las conexiones que atraviesan las células y que pueden apreciarse a simple vista. El mercado ha experimentado una evolución desde 2BB hasta la tendencia actual de 5BB. Sin embargo, modelos de última generación conocidos como Multi Bus Bar están llegando a equipar 9 ó 12 barras colectoras Bus Bar.
Al acortar la distancia de las conexiones, se reducen las pérdidas derivadas de las resistencias y se mejora la eficiencia de las células, consiguiente una potencia de salida en los paneles más elevada.
El voltaje en los paneles fotovoltaicos
La tensión o voltaje en los paneles depende del uso que vayamos a darle a estos elementos. Existen tres grandes categorías de paneles de acuerdo a su tensión.
Paneles solares de 12 voltios
Se emplean en instalaciones aisladas de autoconsumo. Son perfectos para pequeñas instalaciones que no demandan grandes consumos como caravanas, iluminación y señalización, pequeñas casetas de campo de uso esporádico o fines de semana, etc.
Es decir, los paneles solares de 12 voltios son indicados para bajos consumos.
Poseen 36 células y una tensión de salida de unos 18V. Perfectos para emplearlos con reguladores PWM y baterías de 12V. Los de más potencia llegan a unos 150W, capaces de satisfacer la demanda de pequeñas viviendas aisladas.
Paneles solares de 24 voltios
Son habituales en instalaciones medias y de gran tamaño, ya sea en viviendas aisladas de ocupación permanente, sistemas de bombeo solar, etc. Pero también en autoconsumos de conexión a red.
Un panel de 24V tiene el doble de células que uno de 12V, es decir, 72. Con la misma intensidad de corriente pero el doble de tensión. Pueden cargar baterías a de 24V si los conectamos en paralelo con regulador PWM, o baterías de 12V si empleamos un regulador MPPT.
Son paneles de gran tamaño (generalmente 2 x 1 metro) y algunos modelos ya sobrepasan los 500W de potencia.
Paneles de conexión a red
Su nombre se debe a que son ideales para trabajar en instalaciones conectadas a red, y son comúnmente empleados en instalaciones fotovoltaicas para producción y venta de electricidad.
Ideales para autoconsumos conectados a red, poseen 60 células y unas dimensiones más reducidas que los anteriores (1,65 x 1 metro).
La tensión de estos paneles es de 30 V o más, y en aislada siempre deben emplearse con reguladores MPPT.
¿Qué mantenimiento necesita un panel fotovoltaico?
Casi ninguno.
Es una de las ventajas de esta tecnología, las placas solares son muy fáciles de mantener.
Eso sí, el mantenimiento de las placas, aunque sea sencillo, influye en su rendimiento. Lo ideal es mantener las placas solares limpias para garantizar la mayor producción fotovoltaica posible y prevenir daños a largo plazo como la aparición de los puntos calientes.
Por lo demás, la limpieza es similar a limpiar las ventanas de casa.
Suele bastar con emplear agua y una esponja que no sea abrasiva para no dañar su superficie. Es un proceso que puedes realizar tú mismo y que, por lo general, suele hacerse unas tres o cuatro veces al año a lo sumo. No obstante, la periodicidad de la limpieza dependerá, entre otras cosas, de la climatología de tu región.
En la temporada de lluvias la limpieza es menos necesaria.
Ahora que ya conoces los tipos de placas solares y las tecnologías presentes en el mercado… ¿a qué esperas para dar el paso a la fotovoltaica?
Desde SOLARIX queremos incidir en que la energía solar fotovoltaica reporta numerosas ventajas a los usuarios que deciden poner su cubierta a producir electricidad limpia y gratuita:
- Electricidad de origen renovable, limpia y respetuosa con el medioambiente.
- Los excedentes pueden verterse a red para obtener un ahorro aún mayor en la factura.
- Es una tecnología totalmente modular, adaptable a pequeñas instalaciones de autoconsumo o instalaciones industriales de gran potencia.
- Rconómica, dado que los costes han descendido mucho en los últimos años.
- Rentable, aunque el periodo de retorno de la inversión depende de cada caso concreto… con unos precios de la electricidad siempre en aumento, cada vez es más sencillo rentabilizar una instalación fotovoltaica.
- Durable, fiable y muy sencilla de mantener.