Tipos de paneles solares fotovoltaicos y características
Fotovoltaica 7 mayo, 2016
Los paneles solares fotovoltaicos, que conforman el parque de captación de las instalaciones de generación eléctrica a partir de la radiación solar, están compuestos principalmente por celdas fotovoltaicas fabricadas con distintos procesos tecnológicos que condicionan sus características.
De forma general se distinguen tres tipos de paneles solares en función de cómo son sus celdas: monocristalinas, policristalinas y amorfas.
En todos los procedimientos de fabricación uno de los primeros pasos es el de la obtención del silicio metalúrgico, con purezas cercanas al 98%, a partir de trozos de piedras de cuarzo procedentes de los distintos yacimientos. En estos procesos no suelen utilizarse arenas.
Se someten a procesos de reducción con carbono y posteriormente a purificación del material mediante destilaciones químicas hasta llegar a purezas adecuadas para la fabricación de elementos fotovoltaicos.
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Células monocristalinas
Los paneles fabricados con células monocristalinas son las que tienen un mayor rendimiento y son más estables a lo largo del tiempo. Lógicamente también suelen ser los más caros.
Sus celdas se fabrican mediante un complejo procedimiento de cristalización controlado a altas temperaturas, cercanas a los 1500 ºC, a partir de un solo germen que consigue un lingote cilíndrico formando una estructura cristalina única. Esta barra de cristalina se trocea en finas láminas u obleas de espesores que rondan los 0,3 mm.
Células policristalinas
Las células policristalinas se fabrican a partir del silicio metalúrgico mediante procesos de solidificación menos exhaustivos. El crecimiento de los cristales de silicio no se controla por lo que se forman distintas estructuras cristalinas. Esto permite la fabricación de lingotes de forma rectangular que facilita la posterior conformación de las celdas fotovoltaicas.
Los paneles con células policristalinas tienen rendimientos un poco inferiores a costes más reducidos.
Células amorfas
El tercer método de fabricación consiste en depositar de forma controlada delgadas capas de material fotovoltaico sobre distintos materiales que actúan como soporte. El silicio, teluluro de cadmio, el cobre, galio o el selenio se fijan a plásticos, vidrios o tejidos permitiendo la fabricación de células flexibles o integradas en distintos materiales de construcción.
Se reduce hasta cincuenta veces el espesor de las celdas lo que permite, además, ahorros considerables de materias primas.
Esto permite un abaratamiento de los paneles que integran este tipo de células y aplicaciones diversas: módulos fotovoltaicos integrados en tejas o vidrios, paneles flexibles, transparentes o de distintos colores, etc.
Con la mejora de los distintos sistemas de fabricación se han ido reduciendo las diferencias en cuanto al rendimiento de los distintos tipos de celdas. Las economías de escala han permitido un abaratamiento de los productos y los avances tecnológicos permiten incrementar la eficiencia de todos los sistemas.
Los paneles fotovoltaicos se caracterizan, desde un punto de vista eléctrico, por una serie de parámetros o curvas. Los más representativos y que deben facilitar los fabricantes para poder evaluar la idoneidad de los mismos son:
- Potencia máxima: Es la característica más importante del panel. Resulta de multiplicar la tensión máxima o de pico por la máxima intensidad de corriente o de pico.
- Tensión a circuito abierto: Es el voltaje máximo que proporciona el panel si no circula intensidad de corriente por sus circuitos.
- Corriente de cortocircuito: Será la máxima intensidad de corriente que proporciona el panel si no existe ninguna resistencia.
- Eficiencia total: Será el resultado de dividir la potencia eléctrica producida por el panel y la potencia de la radiación incidente sobre el mismo.
