¿Qué tipos de placas fotovoltaicas existen?

¿Qué tipos de placas fotovoltaicas existen?

Aunque todos sabemos qué es una placa fotovoltaica, existen diferencias importantes entre las principales tecnologías, así que conviene tener claro este aspecto antes de decidirse por una tecnología para invertir en una instalación.

Repasamos desde las placas cristalinas basadas en silicio de las instalaciones comunes hasta las placas flexibles que se pueden adquirir para una escapada a la montaña.

Dos grandes facciones

Para el objetivo del autoconsumo, hay dos grandes grupos, las celdas monocristalinas y policristalinas.

Las placas formadas por celdas monocristalinas tienen un color oscuro, casi negro, y de aspecto uniforme, esto es debido a que están formadas por un solo cristal de silicio. Estas celdas se producen a partir del laminado de un lingote de silicio puro en el que se le da una forma rectangular característica. Gracias a que solo tienen un cristal, se garantiza una mayor eficiencia, de hasta el 22% respecto de una radiación incidente teórica de 1000 W/m². 

Respecto a la productividad, las placas fabricadas con celdas monocristalinas tradicionalmente solo trabajaban en su punto óptimo si la radiación es casi perpendicular a la placa, es decir, producían más en las horas centrales del día. Es por esto por lo que no se recomendaban para las latitudes altas, ya que la producción se veía penalizada. Afortunadamente, esto se ha compensado con un tratamiento para texturizar la superficie de la placa y reflejar los rayos solares, gracias a lo cual casi se han equiparado con las celdas policristalinas en cuanto a productividad.

Como particularidad, las placas monocristalinas no toleran bien las sombras puntuales en el panel, esta situación se puede producir por suciedad, como tormentas con arena, frecuentes en el sur de España, o nieve. Si está pensando en utilizar monocristalinas en su instalación, debe tener en cuenta esto para adaptar la instalación eléctrica, puesto que en este caso no es recomendable utilizar un inversor centralizado, ya que de hacerlo, si un panel falla, toda la instalación se vería afectada.

Por contra, las placas con celdas policristalinas (“poly”) , con el típico color azul, tienen un proceso de fabricación más secillo y por tanto, son más económicas. Estas se fabrican a partir del laminado de una mezcla de cristales desalineados de silicio, con lo que la lámina resultante tiene un aspecto irregular.

Con este proceso de fabricación se consigue abaratar costes y optimizar la materia prima, por lo que es una opción a tener en cuenta para instalaciones de autoconsumo, ya que su precio es inferior respecto de las placas monocristalinas. Como contrapartida, la eficiencia baja hasta el 15 %, ya que la conductividad entre los distintos cristales de silicio es menor.

Respecto a producción, las celdas policristalinas, son más tolerantes que las monocristalinas a distintos angulos incidentes de la radiación solar, ya que los cristales que forman las celdas no están orientados en varios sentidos. Incluso producen electricidad en condiciones de cielos nublados. Es por esto que tradicionalmente se han recomendado las policristalinas para latitudes altas, que suelen tener menos horas de sol efectivas

Como característica a tener en cuenta en ambos tipos de celdas, el calor afecta a la eficiencia, es decir, a mayor temperatura, el rendimiento se ve perjudicado, este efecto se mide con el coeficiente de temperatura, que suele estar alrededor de -0,45/°C. Es decir, la eficiencia baja un 0,40 % por cada grado centígrado (a partir de 25º C, que son las condiciones estándar de medición). En este aspecto, sale ganando la celda monocristalina que se ve menos afectada por la temperatura, compitiendo con un coeficiente de -0,35/ºC.

Luz, solución y problema a la vez

Obviamente, hay que tener en cuenta la vida útil de una placa fotovoltaica para tener una idea realista de la viabilidad de la inversión. Aquí la buena noticia es que la vida útil está garantizada por el fabricante por un mínimo de 25 años, es decir, en ese tiempo el fabricante asegura que la eficiencia no bajará del 80 %.

La mala noticia es que uno de los factores que perjudican la eficiencia de las celdas de silicio es el efecto destructivo de la propia radiación solar en el cristal de silicio, que es degradado por los rayos solares.

Es por esto que no se asegura un buen rendimiento a partir de los 25 años, aunque realmente, una instalación solar sigue produciendo hasta pasados los 45 años, y a partir de ahí se espera que la eficiencia de las celdas se vea tan perjudicada que apenas sea viable su mantenimiento.

Las primeras placas

Las placas solares no surgieron para producción masiva de electricidad, sino más bien, para poder tener una fuente de energía en aparatos inalámbricos o lugares aislados. Todos hemos visto las típicas calculadoras con una placa solar pequeñita color café. Afortunadamente, esta teconología ha evolucionado hasta dar las placas solares cristalinas que vemos hoy.

Respecto a este tipo de placas no cristalinas, se conocen como placas solares de capa fina, o de silicio amorfo, y tienen interesantes ventajas. Quizá la mayor ventaja sea que son flexibles, lo que las hace aptas para aparatos portátiles e incluso tejidos, como por ejemplo, un toldo para una autocaravana, o para equipamiento de montaña.

Su principal desventaja: son poco eficientes, y necesitan hasta cuatro veces más de superficie que las placas cristalinas, por lo que también se complica la instalación eléctrica para grandes superficies.

Perspectivas

En la Universidad de Málaga se están desarrollando placas fotovoltaicas orgánicas, con las que se espera aumentar la eficiencia hasta el 46 %, lo que podría significar que la siguiente generación de placas fotovoltaicas podrían ser de origen nacional.

Mientras tanto, en la Universidad de Texas, se desarrollan nuevas formas de producción de electricidad fotovoltaica, como la tinta solar, que básicamente es una pintura electroconductiva pensada para cualquier tipo de superficie, y aunque por ahora es muy inferior al rendimiento de una placa rígida, nos da muy buenas perspectivas de futuro para las energías renovables.

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