Los paneles fotovoltaicos, o mejor conocidos como paneles solares, cristalinos de silicio son los más comunes y los más instalados. La tecnología actual permite que estos duren un poco más de 30 años, siempre y cuando se le haga una limpieza ocasional, del resto, todo bien. Queremos hoy enfatizar en los factores más importantes a considerar y cuáles son las diferencias entre los paneles.
La eficiencia de los paneles solares de silicio puede medirse de muchas maneras. En condiciones extraordinarias una placa solar puede rendir lo que dice los enunciados, pero generalmente, según las condiciones del día, estos paneles pueden durar entre 75 y 85% de sus capacidades.
Composiciones de las celdas fotovoltaicas
Los componentes de una celda fotovoltaica tiene una pieza importante, es la que recolecta la energía solar y de ahí pasa a ser electricidad. Las celdas fotovoltaicas son placas solares semiconductores combinadas que absorberán la energía solar. Los semiconductores están conectados a una red de cables acoplados para realizar un circuito donde se obtendrá la salida de energía en el panel solar.
Estas células fotovoltaicas son delicadas, se oxidan rápido ya que están expuestas al exterior y sus climas variantes, es por eso que recomendamos cubrirlos de plásticos transparentes para tener rigidez y aumentar la resistencia. Su material principal es el silicio, material muy abundante en la tierra, y es un gran beneficio en la fabricación de celdas solares. Este material se encuentra en el sol, estrellas y meteoritos.
Temperatura y rendimiento de los paneles solare de silicio
Según los estándares de STC se determinan a una temperatura no mayor a 25 °C de las celdas con la radiación solar de 1kW/m2, y una masa de aire de 1.5. Pero bajo el sol todo cambia, muy pocas veces la radiación alcanza estos valores, las placas suelen calentarse hasta los 50 °C o más, pero rinden menos.
El rendimiento de las placas cristalinas de silicio disminuye desde el 0.3 hasta el 0.7% por grado adicional según los modelos y la calidad, es por eso que un panel solar de silicio en un día común, produce considerablemente menos electricidad de lo que se espera. Lo lógico es que un panel funcione bien en altas temperaturas y alturas moderadas, pero no siempre tienen el mismo comportamiento, no es lo mismo que estén instaladas en una zona árida, que en una zona húmeda.
Puede pasar que haya bastante sol y las baterías solares no se carguen, esto es por las altas temperaturas que recibe y no permite que se carguen por completo por la reducción del voltaje en las placas y no tienen el valor suficiente para llenarse.
¿Celda solar o panel solar?
Los paneles cristalinos están compuestos por celdas totalmente individuales, cada una produce, según su tipo de radiación, un voltaje entre 0.35 y 0.65V. Por ejemplo, un panel de 12V tiene 36 celdas conectadas, estas alcanzan un alto voltaje de 18V, más o menos, suficientes para cargar las baterías de 12V según sean las condiciones. Lo ideal es producir paneles solares más grandes por las altas demandas y así poder generar mayor voltaje, tener más eficiencia y reducir los contactos con cables, etc.
La mayoría de los paneles están compuestas por 60 celdas de 30V aproximadamente, o de 72 celdas con 36V, una capacidad total de más o menos 400W.
La unión de estas celdas es arriesgada, pues pueden causar pérdidas importantes ya que desde la pieza más insignificante determina la fuerza del sistema en sí. Una sola celda de alta resistencia interna inhibe el flujo de electricidad y causa calentamientos considerables de más de 100 °C.
Silicio en las celdas fotovoltaicas
La obtención de este material se elabora por varios métodos, el más común es a través de la carbotérmica, este implica un gasto de energía muy alto, es complejo, y se deben manejar compuestos tóxicos; las industrias que elaboran semiconductores agarran el silicio metalúrgico y los purifican para obtener el silicio electrónico, este tiene alta pureza mediante de procesos complejos. En la producción de paneles solares, se usan aproximadamente 15 toneladas por cada MW. Una sola célula fotovoltaica no produce tensión suficiente y potencia, para ello se unen varias células en serie y así aumenta su eficiencia.